专利名称：用于纺织机械的辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于纺织机械的辊，其中，辊被分为一个轴和一个其上固定有一个套管的轴套，轴和轴套之间有一个夹紧连接。
这样的辊被用于例如长丝纺纱机中的牵伸装置。
背景技术：
在已知的实施例中，一种所谓的圆锥压配合被用于在轴上固定轴套，换句话说有内部圆锥的轴套套在轴上的外部圆锥上，这里轴和轴套相互之间被轴向张力张紧，这样轴套的内部圆锥通过一个可以选择的表面压力套在轴的外部圆锥上。
所谓的圆锥压配合满足了到目前为止的机器的需要。随着新机器的发展，对于辊的轮廓尺寸尤其是长度，加工导致的压力和速度的需求增加，导致需要轴和轴套之间更精确和更稳定(更少的变化和更大的刚性)的连接。在这种情况下，已经证明的性能，例如无噪声、运转中防止松动的高安全性以及轴承寿命也应当仍然保持。
发明内容
轴和轴套之间可分离的连接满足了新的更高需求，其中，夹紧部件通过相互压靠的夹紧面使轴和轴套摩擦接触连接，而且在轴和轴套上设有相互之间积极接触的相对的面，其中这些面基本横向于辊的圆周方向或旋转轴线的旋转方向。这些面可以在膨胀圈上形成例如齿状结构。夹紧部件可以是圆锥夹紧装置、圆锥部件和/或螺杆、螺母。这些发明思想的进一步发展记录在从属权利要求中。
新概念首先实现了能够快速制造的轴和轴套之间的连接件只有用于上紧和松开螺杆或螺母的提升工具和装置被需求。其次，连接件比已知的方案更加稳定而不易变化。按照本发明的方案尤其有利的是用于可加热的牵伸罗拉，这里一个加热部件位于轴套上的套管和与轴套相连的轴之间。本发明的第一主题中相互压靠的面位于夹持件，夹紧装置或被插入到轴和轴套之间的或在轴和轴套中的圆锥滚子上，并特别地通过螺杆或螺母被张紧。相对于旋转轴调整夹紧面，使得形成非自动抑制以致连接可以不用施加力就被释放。如果在本发明的第二主题中额外的部件被插入轴和轴套之间用于连接，则含有轴和轴套或它们的部分的单元进行最终的加工例如研磨，由此辊的同心度能够得到改善。如果轴或轴套上相对的膨胀圈被相互钉住，能够形成轴或轴套的夹紧部分的可复制的位置，这样夹紧连接被拆卸之后，部件相互之间初始的精确位置能够容易地再次得到。在所有的运转情况中相邻地夹紧面的定位通过在轴的末端的预张紧装置来实现，或者在一个面与轴同心的情况中，通过至少一个夹紧部件实现。螺杆或螺母适合作为预张紧装置的基本部件，其中，商业上可得到的部件可以被用于固定螺母或螺杆，例如在螺母或螺杆和轴套上的轴承表面之间的成对的成形垫圈。密封的但是松的座最好存在于轴和轴套的对置面之间，由此带套管的轴套不使用工具就能从轴上抽出。
有利的是，在本发明的第二个主题中，如果轴-轴套连接件的成形面没有设置在轴的末端，而是在安装状态中关于轴向位置设置在套管的三等分的中间部分中，由此可以得到连接件的更多的有利动态性能和更高的负荷能力。
本发明参照附图在下文详细说明。
在附图中图1示出了轴和轴套上的面相互之间以积极接触的方式定位的实施例，面被定位横向于辊的旋转轴的旋转方向；图1a是沿辊的轴方向基本旋转对称构造的膨胀圈的视图；图1b是图1a中膨胀圈的剖面；图2是与图1中的主题相比较的辊的改进实施例；图3是在所述辊处的轴-轴套连接件，使用带圆锥夹紧面的夹紧部件，该夹紧部件的对称轴与旋转轴一致，也与图1和2中的膨胀圈结合的实施例；图4a是有商业上可得到的夹紧装置的轴-轴套连接件的进一步的实施例；图4b是在轴孔和轴套中有夹紧装置的轴-轴套连接件的进一步的实施例；图4c、d、e是夹紧部件的细节；以及图5是有圆柱夹紧部件的夹紧连接的实施例。
具体实施例方式
按照图1，以及下面的多数的附图，辊10依靠支承结构28放置在机架30内。支承结构通常由间隔一定距离连接在轴14上的两个滚柱轴承组成。辊10还有一个轴套16，该轴套包括在轴的末端的用序号16表示的径向部分和在临近轴的末端并环绕轴14的用序号24表示的轴向部分。在轴套16的上述轴向部分和轴14或轴套16之间，进行机械加工以得到一个带有公差的压配合，这里轴14和轴套16之间的对中部分地通过这个压配合24但也通过在两个膨胀圈32之间的间隙的自由配合而实现。每个膨胀圈32有成形或齿型结构36，而且都位于轴14或轴套16上，优选通过螺丝和/或销34固定。然而相对于轴14位于轴向的螺丝将膨胀圈压在轴14或轴套16上，仅仅用于将膨胀圈固定在轴14或轴套16上，可以额外提供销34，尤其是定位销，以确保膨胀圈32和轴14或轴套16之间力矩的传递并保证相对于轴14或轴套16膨胀圈32的位置的可复制性。膨胀圈32是成形的，以便在膨胀圈32之间形成积极的接触，这里产生成形的面基本横向于辊的旋转方向。在最简单的情况中，这通过膨胀圈32的相互面向的侧面中的各自的齿型结构来实现。按照图1a，齿面可以是直的或弧形的。例如在直齿的情况中弧形可以在辊的轴向方向延伸。此外，弧形也能在径向延伸如图1a中所示的两个齿。在这种情况中，可以制造齿状结构以及互补部分的齿状结构，例如，依照美国专利2388456。齿有母线，其恰好位于辊的轴的径向或通过在辊的旋转轴线上的法线围绕一个小的角度。可选择的，齿面可以是锥形凸起或凹入，相应的锥形的轴平行于或稍微倾斜于辊的旋转轴线。
在这种情况中，一方面齿面可以实施为凹入的，因此呈现凹入的轴承面，所述对置连接部分的互补齿面可以是凸起面。尤其是，齿面主要是圆锥体的部分，这里相关的圆锥体轴向平行于或稍微倾斜于辊。圆锥体优选直的或斜圆锥或椭圆锥。夹紧部件或膨胀圈32在图1a和1b中详细示出，孔35插入用于螺杆或销34。为了改善辊的同心，有利的是辊10在装配后进一步处理，例如通过过度研磨套管12。辊的同心也可以通过将轴套16和套管12不直接固定在加工机器中尤其是车床中来改善，而是通过提供用于将轴套和套管连接到轴上的一个膨胀圈32或两个膨胀圈32来改善。
轴套16支承套管12，其中，一个分界面位于套管12和轴套16之间。一个静止或活动的加热装置位于套管12内，从而使套管12达到希望的工作温度。也可以可选择的提供一个装置，用于选择地单个地或组合地冷却支承结构、加热部件、轴、轴套或轴-轴套连接。在装配中轴套16被推到轴14的位于右侧的末端，相对于轴套的轴的轴向位置通过一个凸肩26限制。与轴14相连的膨胀圈32被固定在这个凸肩26上。在轴的末端被拧到螺纹20上的一个固定装置18，优选螺环或螺母被用于将轴套16固定在轴14上。优选在固定装置18和轴套16之间插入呈一对成形的楔型盘形式的安全装置，从而立即锁合任何自动松动的趋向。
辊的这些部件例如轴14、套管12、轴套16，如果与那些在图1和随后描述的图中出现的那些部件相同或相似，在下文中就不再被详细的叙述。
按照图2，代替螺环18，螺杆38被用作固定装置，其被拧入到轴14的螺纹孔42中。在螺杆38和轴套16之间是一个安全装置40，优选呈一对成形的楔型盘40形式的固定部件。
图2的实施例不同于图1的实施例在于，如在图2的下部所示，轴14和轴套16之间的成形部分(profiling)没有设置在相关的膨胀圈上，而是直接与轴14或轴套16相结合。在这种情况中，省略了额外的膨胀圈32。在图2的上部，在辊10的横截面中，与图1类似，在轴14和轴套16上示出膨胀圈32，与轴套16相连接的膨胀圈具有朝向轴套的中心调整架(centring)17。膨胀圈32通过螺杆或销34被固定在轴14或轴套16上。为了改善辊的同心度，有利的是辊10在装配后进行进一步处理，例如对套管12过度研磨。辊的同心度也可以不直接通过轴套16和套管12在加工机器尤其是车床中固定来改善，而是通过被提供用于轴套和套管到轴的连接的一个膨胀圈32或两个膨胀圈32来改善。
图3示出了轴-轴套连接件的进一步的实施例，如在图的下半部所示，膨胀圈32再一次被使用。位于轴15的末端的是一个凹槽，在其中夹持件46可以被插入。为了将夹持件46固定到位，可使用位于轴14的末端的凹槽15中、并插入夹持件46的孔中的销34，。夹持件46有夹紧面，它一方面与轴14的末端相连，另一方面与轴套16相连。夹紧面46’和46”相互围绕一个小的角度α。夹紧面46’和46”是圆锥面的一部分，其与在凹槽15中相应的圆锥面或轴套16中与之相对的圆锥面相邻接。夹持件46可以通过生成一个拥有按照图3中的夹持件46的轮廓的横截面的环来制造，环被切成单独的片。为了在轴14上固定轴套16或套管12，将张紧装置或螺杆37插入轴套16的孔中，如图3所示，然后被拧入到夹持件46的螺纹孔中。相对于轴套16拧紧夹持件46时，这在朝向轴14的轴向方向中被移位以至于在轴14上产生轴套16的定位配合。在这种情况中，轴套16在凸肩26处被压向成形部分(profiling)36(图3的下部)或者轴套16的内部的锥体部分被推到轴的锥形座44上。
与图1和2中已经描述了的那些部件一致的剩余的部件在图3中就不详细描述了。
图4a或4b中示出了另一个轴-轴套连接件。轴14的右侧部分被钻孔以产生一个用于夹紧装置50的空间。轴14的剩余部分14’在它的右侧端处的壁相对较薄，这样当夹紧装置50在压力中放入时它可以朝向轴套16的圆柱部分径向膨胀而没有不允许的应力。由于轴14的管状部分14’的径向膨胀，形成轴14和轴套16之间的摩擦接触，其在所有的运转状况中被维持。如在图4c、4d或4e中所示，夹紧装置优选由至少一个内部圆锥环54或58和一个外部圆锥盘52或56组成，其中内部圆锥环54或58围绕至少一个外部圆锥盘52或56。依照图4a、4d和4e，一个夹紧装置50由外部圆锥盘52或56组成，其在内部圆锥环54或58中通过螺杆34被相互面对地牵拉。有外部圆锥的外部圆锥盘52或56在内部圆锥环54或58中的张紧有这样的效果所述内部圆锥环被径向压迫，产生与轴部分14’稳固的连接。这种轴-轴套连接完全是摩擦接触但是保证在所有的运转状况中轴套16在轴14的末端14’上足够稳定的配合。如图4c中所示，外部圆锥盘52、56和圆锥环58有多个孔35或螺纹孔，在这里螺杆34的螺纹可以与配合在其中。然而外部圆锥盘52和56有圆锥加工的外面，内部圆锥环54或58有靠着外部圆锥盘52或56放置的相应于圆锥或圆锥面的部分的面。
进一步详细讨论图4b。当夹紧装置50通过固定件34在张紧力下被放置时，具有钻孔部分14’的轴末端14通过夹紧装置50径向压靠在轴套16上。图4e中示出的夹紧装置50的单独的部分，也就是位于圆锥环58或有相应于外部圆锥盘56的外部圆锥的内部圆锥的圆锥盘内的外部圆锥盘56。穿过圆锥环58的穿孔放置的多个螺杆34，被拧入外部圆锥盘56的螺纹中。因为圆锥环58或圆锥盘56相互之间通过螺杆34的张力，夹紧装置或圆锥环58的外径增加以致一个高的表面压力倚靠轴末端14’的内部产生。结果，轴末端14’上的圆柱部分向内压向轴套16，在轴套16和轴末端14’或轴14之间产生摩擦接触的紧配合。
最后，轴14和轴套之间的另一种类型的连接在图5中示出。在轴14上生成凸肩26，这样轴套16的一个平支座面在轴14上呈现，在图5的下部，或者它可以为圆锥形，这样轴套16的内部圆锥在轴14的外部圆锥上。为了产生轴套16的相对于轴14的轴向和径向的张力，圆锥滚子被应用到轴套16的圆锥加工内表面16’。有利的是圆锥滚子19通过被如在圆锥滚子轴承中的保持架被保持。与圆锥滚子19的位置相匹配的螺环18被拧到轴14的末端处的螺纹39上。在拧紧螺环18时，滚子19绕它们的轴旋转并在轴套的圆锥面16’上滚动。这种方案使得有可能仅应用小的力就能在轴14上固定轴套16。这种夹紧装置可以与按照图1、2或3的连接件装置组合，这里齿状结构36被应用。通常，夹紧装置50，如在图1到5的右侧部分揭示的，能够与齿状结构36一起被使用。
通常，应当注意的是膨胀圈或夹紧部件也可以被制成和轴或轴套一起实施的一体件，该轴式轴套不与之分离，而且上文所描述连接的类型可以如下面的权利要求中所限定的单个或多个或任何结合地实施。多数图示出了轴/轴套连接或顶视图中的辊，其中阴影线只在图1中给出。为了清楚起见，除了图1以外其它的顶视图中的阴影线被省略了。
权利要求
1.一种用于纺织机械的辊，其在轴(14)和轴套(16)之间的连接可以分离，其特征在于，通过在轴(14)和轴套(16)中或它们之间的间隙中插入夹紧部件或在由于相互压紧的夹紧面(24或46’、46”)的摩擦接触，通过在轴(14)和轴套(16)上提供相互之间积极接触的对置面，优选齿状结构(36)实现所述辊，其中这些面基本横向于辊的圆周方向或旋转轴的旋转方向。
2.按照权利要求1所述的辊，其特征在于，它的轴或轴线(10)依靠支承结构(28)放置在机架(30)内，其中支承结构通常由相互间隔一定距离连接在轴(14)上的两个滚柱轴承组成。
3.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，辊(10)包括轴套(16)，该轴套包括在轴的末端的径向部分和在轴的末端附近，环绕轴(14)的轴向部分。
4.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，在轴套(16)的轴向部分和轴(14)或轴套(16)之间，进行机械加工以得到公差压配合，其中轴(14)和轴套(16)之间的对中通过这个压配合(24)部分地实现而且也通过在两个膨胀圈(32)之间的间隙自由配合实现。
5.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，它的套管长度大于400mm。
6.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，每个膨胀圈(32)有成形或齿型结构(36)，而且都位于轴(14)或轴套(16)上，优选通过螺丝和/或销(34)和/或在与旋转轴连续同心的圆柱轴上的压配合固定，这样装配后环的外径优选与轴的外径平齐。
7.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，尤其是轴向齿状结构位于轴(14)和轴套(16)之间。
8.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，可以提供一个销(34)，尤其是定位销，以确保膨胀圈(32)和轴(14)或轴套(16)之间力矩的传递以及保证相对于轴(14)或轴套(16)膨胀圈(32)的可复制的位置。
9.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，膨胀圈(32)是成形的，使得在膨胀圈(32)之间形成积极的接触，其中产生成形部分的面基本横向于辊的旋转方向。
10.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，膨胀圈(32)在其相互面对的侧面上有各自的齿型结构，其中所述齿具有位于径向或稍微倾斜于径向的母线，而且齿面可以是直的或弧形的。
11.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，齿的母线恰好位于辊的轴的径向或通过在辊的轴上的法线围绕一个小的角度。
12.按照权利要求1到11任一所述的辊，其特征在于，齿面可以是锥形凸起或凹入，其中相应的锥形的轴平行于或稍微倾斜于辊的旋转轴线。
13.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，在轴(14)和轴套(16)之间的成形部分不位于相连的膨胀圈上，而是直接结合在轴或轴套(14或16)中。
14.按照权利要求1的辊，其特征在于，其实施为可加热的牵伸罗拉，其中，一个加热部件位于轴套(16)上的套管(12)和与轴套(16)相连的轴(14)之间。
15.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，膨胀圈(32)可以在轴(14)或轴套(16)上被相互固定，由此在夹紧连接被拆开之后可以得到与轴(14)或轴套(16)夹紧部分的可复制定位，初始位置，尤其是部件相互之间的同样精确的同心度(大于0.1mm)能够容易地被再次提供。
16.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，螺杆(34)或螺母(18)被用作用于连接的预张紧装置的基本部件，可商业得到的部件可以被用于固定螺母(18)或螺杆(34)，优选是在螺母(18)或螺杆(34)或(38)和轴套(16)上的支承表面之间成对的成形垫圈。
17.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，密封的但是松的座存在于轴(14)和轴套(16)之间，由此带套管(12)的轴套(16)不必使用工具就从轴(14)上抽出。
18.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，关于轴向定位，膨胀圈(32)优选位于安装状态中套管的三等分的中间部分。
19.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，在轴的末端(14’)是一个凹槽(15)，夹持件(46)插入其中。
20.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，夹持件(46)有夹紧面，它们一方面与轴(14)相配合，另一方面与轴套(16)相配合。
21.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，夹紧面(46’)和(46”)至少是圆锥面的一部分，所述圆锥面与在凹槽(15)中相应的圆锥面或在轴套(16)中与之相对的圆锥面相邻接。
22.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，张紧装置或螺杆(37)被拧入到夹持件(46)的螺纹孔中，将轴套(16)或套管(12)固定在轴(14)上(图3)。
23.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，相互临近的夹紧面(46’，46”)的定位通过夹持件(46)，借助在轴的末端(14’)或在平行于轴的面中的预张紧装置，借助至少一个夹紧部件(32)实现。
24.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，轴套(16)压靠在轴的凸肩(26)处的成形部分(36)上，或者轴套(16)的圆锥形部分处于轴的圆锥形凸肩(44)上。
25.按照前述任一权利要求所述的辊，其特征在于，在一种结构中，面相互之间以积极接触的方式位于轴和轴套(14或16)上，这些面尤其是凸起或齿的侧面，它们一方面实施为凹面，另一方面在对置的夹紧部件中，实施为互补的凸起面，尤其是一个圆锥或多个圆锥的一部分，其中所述圆锥轴向平行于辊或者定位在辊上，而且一个圆锥实施为直的或倾斜的圆锥或椭圆锥。
全文摘要
本发明涉及用于纺织机械的辊，其在轴(14)和轴套(16)之间的连接可以分离，其特征在于这通过在轴和轴套中或之间插入的夹紧部件(18、34、50)实现，通过夹紧面相互压靠的摩擦接触，这些面至少部分横向于轴－轴套连接件的径向方向，而且通过提供相互之间积极接触中的反作用面，优选在轴和轴套上的齿状结构(36)，其中这些面基本位于辊的圆周方向或旋转轴的旋转方向的横向。
文档编号F16C11/00GK1800458SQ200510048890
公开日2006年7月12日 申请日期2005年12月16日 优先权日2004年12月17日
发明者Y·图纳博伊卢, M·希茨, P·古贝尔曼 申请人:里特机械公司