专利名称：用于纤维处理机械的罗拉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于纤维处理机械例如纺纱准备机械、散纤维喂给机、罗拉粗梳机、非织造物成形机械等的罗拉，纺纱准备机械例如盖板梳棉机、清棉机等，所述罗拉具有纤维强化塑料材料的壁。
背景技术：
针布顶尖与相对针布设置的机械构件之间的有效间隔称为梳理钳口。所述机械构件也可以具有针布，但是作为替代，可能由具有引导表面的外壳部分形成。梳理钳口对梳理质量是决定性的。梳理钳口的尺寸(宽度)是基本机械参数，其影响工艺(纤维处理)和机器的运转特性。梳理钳口设置得尽量窄(它以数十分之一毫米计量)而不产生工作构件之间“碰撞”的危险。为了确保均匀处理纤维，钳口必须在机器整个工作宽度上尽量一致。
梳理钳口尤其一方面受机器设置影响，另一方面受针布条件影响。在具有回转梳理盖板的梳理机中最重要的梳理钳口位于主梳理区中，也就是说在锡林和回转梳理盖板单元之间。至少一个限定工作间隔的针布在运动，通常是两个都运动。为了增加梳理机的产量，进行了尝试使运动构件的旋转速度或速度在运转时与纤维处理工艺允许的一样高。工作间隔以操作条件的函数的形式变化，所述变化在锡林径向(从旋转轴线开始)产生。
在梳理时，每单位时间处理的大量纤维材料不断增加，其致使更高的工作构件速度和更高的设备能力。即使工作表面保持不变时，不断增加的纤维材料流量(产量)引起因机械功产生的热量增长。然而同时，梳理的工艺效果(纤维网均匀性、清理程度、棉节减少等)被不断改善，从而引起更多工作表面处于梳理接合状态和关于锡林(滚筒)的那些工作表面的更靠近设置。所处理的人造纤维的比例连续提高，与棉相比，与机器工作表面接触产生的摩擦导致产生的热量更多。目前高性能梳理机的工作构件在所有侧上全封闭，以便符合高安全标准，由此防止微粒排放到纺纱车间环境中和使机器的维护需求最少。允许空气交换的漏底或均匀开口的材料引导表面已过时了。由于所述状况，输入机器的热量有显著增加，但是通过对流排除的热量显著下降。所导致的高性能梳理机热量增加引起更大的热弹性变形，其因为不均匀温度区域分布而影响工作表面的设置间隔锡林与梳理盖板、道夫、固定梳理盖板之间的间隔和分开区域减小。在极端的情况中，由于热膨胀能完全耗尽设置在工作表面之间的钳口，由此相对运动的构件碰撞，导致涉及高性能梳理机的主要损伤。因此，尤其可能的是多个构件之间的温度差太大时，梳理机的工作区域中产生的热量导致不同的热膨胀。
在公知的用于梳理机的纤维强化塑料材料罗拉(EP0894 876A)中，强化纤维以至少部分在圆周方向延伸排布的形式存在。罗拉具有纤维强化塑料材料制成的圆筒壁和圆筒端。为了获得足够的稳定性，罗拉必须具有至少10mm的壁厚(圆筒壁)-优选至少15mm-壁厚在其长度方向上一致。使用一种卷绕方法，其中用树脂浸过的纤维卷绕在成形芯体周围，从最终产品去掉所述芯体。缺点是用于制造厚圆筒壁以及用于厚圆筒壁的纤维强化塑料材料的成本高。用于制造圆筒端部的成本也是相当可观的。另外，不利的是，在用于设有针布的纤维处理机械的高速罗拉的情况中，难于控制加载情况和操作条件(恒定梳理钳口)，由此迄今为止由纤维强化塑料材料制成的罗拉没有用于设有针布的纤维处理机械。另一缺点在于纤维强化塑料材料不适合圆筒端部和整个内部和毂部区域。
发明内容
因此本发明基本的问题是提供开始部分提及的那种设备，其避免所述的缺点和其尤其通过简单方式使经济生产和使用中足够的尺寸稳定性即基本恒定的梳理钳口成为可能。
所述问题通过权利要求1的特征解决。
根据本发明的罗拉由至少一个金属圆筒和一个硬化的纤维强化塑料材料的外部环套组成。所述金属圆筒赋予所述罗拉必需的刚度和强度。这同样应用于罗拉壁和圆筒末端。由于所述壁被纤维强化塑料材料壳环绕的事实，所述壳的厚度(数量)可以保持很小，其使经济地制造成为可能。这样的一个壳限制或避免(补偿)了所述圆筒在使用中由于热量和/或离心力造成的变宽，因此，以有利和简单的方式，在所述罗拉针布和位于对面的机器元件例如回转或固定的梳理盖板的针布之间的梳理钳口保持基本上或完全恒定。使用中另外的优势为例如极大改良的减速值、就驱动单元而言的节省、节能、更高的生产速度、更宽的工作宽度和无震动的运行。
有利地，所述金属圆筒和所述壳在室温和工作温度时互相偏置。优选地，在圆周方向中，所述金属圆筒承受压缩应力，所述壳承受张应力。有利地，所述圆筒至少部分地由钢制成。钢确保了所述圆筒的稳定性并对弯曲具有相对高的抵抗性。优选地，所述圆筒至少部分由铝制成。铝同样确保了所述圆筒的稳定性并具有相对低的比重。优选地，所述壳由碳纤维强化塑料材料(CFRP)制成。碳的密度为1.45g/cm3。基本材料包括碳纤维。后者可以由塑料长丝制成，塑料长丝在真空中加热并从而“碳化”。例如，它们直径为0.007mm。这些纤维嵌入合成树脂的承载基质(基体)中。作用在碳纤维上的作用力被基本上仅在作用力通量线中的纤维吸收。所述纤维由此主要平行设置。如果弯曲和扭曲应力不仅仅来自一个方向，各纤维层有利地以不同的取向彼此叠置。优选地，碳纤维强化塑料材料(CFRP)的热膨胀系数是可调节的。零调节意味着没有变化，负调节导致收缩，因此(多个)元件不产生热膨胀或产生负的热膨胀。通过上述方法，所述圆筒的材料以及例如侧部的材料这样互相配合，以致使用中热量作用在所述影响梳理钳口的侧部的情况下，所述梳理钳口保持恒定。优选地，所述壳由玻璃纤维强化塑料材料(GFRP)制成。有利地，所述壳由芳族聚酸胺纤维强化塑料材料(AFRP)制成。优选地，使用混合纤维，例如碳纤维和玻璃纤维的混合纤维。有利地，所述壳中的强化纤维基本上在所述圆筒的圆周方向中定向。因此，所述圆筒由于离心力造成的变宽被特别有利地减小或避免，尤其在高速旋转时。有利地，所述圆筒是封闭的。优选地，热量从所述圆筒的消散不同于从侧部的消散。有利地，所述强化纤维和基体材料共同造成至少15000N/mm2的弹性模量。优选地，所述纤维股(强化纤维)与罗拉主体轴向形成±75°至90°的夹角(α)。有利地，所述纤维股(强化纤维)与罗拉主体轴向形成35°至75°的夹角(α)。优选地，所述纤维股(强化纤维)与罗拉主体轴向形成1°至35°的夹角(α)。有利地，所述强化纤维具有至少两个不同的角度。优选地，在径向方向中设置至少两个彼此叠置的壳。有利地，至少一个壳的所述纤维股具有陡角(α)，例如±75°至90°，至少另一个壳的纤维股具有浅角(α)，例如1°至35°。优选地，在至少一个壳的轴向方向中的膨胀系数等于或小于在至少另一个壳的轴向方向中的膨胀系数。有利地，在至少一个壳的圆周方向中的膨胀系数等于或大于在至少另一个壳的圆周方向中的膨胀系数。优选地在圆周方向和轴向方向中的线性膨胀系数小于8×10-6(1/K)。有利地，所述纤维股在圆周方向中相邻设置。优选地，在径向方向中互相跟随的所述纤维股的层互相交叉。有利地，例如锯齿针布的针布被卷绕(drawnonto)到所述壳上。优选地，提供装置以便可以覆盖(earth)卷绕到所述罗拉上的针布。有利地，与所述针布配合的所述罗拉的那部分呈现圆柱元件的形式(在横截面中没有显著的变化)。优选地，所述罗拉具有在其长度上一致的厚度。有利地，所述罗拉由圆柱形部分和末端部分组成，末端部分的膨胀特性与圆柱形部分的膨胀特性相等。优选地，配合所述针布的那部分的外层由基体材料形成。有利地，针布以这样的方式被绕到所述罗拉上，即在特定的旋转工作速度时，由卷绕针布产生的压力和由离心力产生的张应力可以在所述罗拉的材料中被基本上平衡。优选地，在所述罗拉上卷绕这样的一种针布，在特定的旋转工作速度时，所述针布不会从与之配合的所述罗拉的表面脱离。有利地，所述针布由卷绕到所述圆柱形罗拉表面上的金属丝形成，使用不超过40N的卷绕力。优选地，所述罗拉的工作宽度超过1300mm，例如1500mm。有利地，喂给和送出装置与所述罗拉直接配合。优选地，所述罗拉驱动系统被确定尺寸用于高速旋转，以便可以实现至少40m/s的圆周速度。有利地，所述罗拉具有顶尖密度大于900个顶尖/平方英寸的针布。优选地，固定梳理盖板与所述罗拉联合。有利地，所述罗拉是盖板梳棉机或罗拉粗梳机的一部分。优选地，回转梳理盖板与所述罗拉联合。有利地，固定梳理元件与所述罗拉联合。优选地，所述罗拉是盖板梳棉机或罗拉粗梳机的锡林。有利地，所述罗拉是盖板梳棉机或罗拉粗梳机的喂给罗拉。优选地，所述罗拉是盖板梳棉机或罗拉粗梳机的刺辊。有利地，所述罗拉是盖板梳棉机或罗拉粗梳机的道夫。优选地，所述罗拉是盖板梳棉机或罗拉粗梳机的剥棉辊。有利地，所述罗拉是罗拉粗梳机的工作罗拉。优选地，所述罗拉是罗拉粗梳机的清洁辊。有利地，所述罗拉是散纤维喂给设备的开松罗拉。优选地，所述罗拉是开棉机或清棉机的一部分。有利地，所述罗拉是并条机的一部分。优选地，所述罗拉形成牵伸机构罗拉。有利地，所述罗拉作为开松罗拉与散纤维混合装置联合。优选地，所述罗拉作为开松罗拉与散纤维送入装置联合。有利地，所述罗拉作为开松罗拉与开包机联合。优选地，所述罗拉具有一个支撑在末端处安装轴上的管状罗拉主体。有利地，所述罗拉具有至少两个圆筒末端。
以下将参照附图所示的实施方案更具体地说明本发明，在附图中图1在示意性侧视图中示出具有根据本发明罗拉的盖板梳棉机；图2示出回转梳理盖板的梳理盖板齿条和滑道、曲轨、侧板和锡林部分，以及梳理盖板齿条的针布和锡林针布之间的梳理钳口；图3a、3b在正视图(图3a)和侧视图(图3b)中示出通过罗拉的截面，所述罗拉包括金属圆筒和包围所述圆筒的由碳纤维强化塑料材料制成的环绕的圆柱外壳；图4在示意性剖面I-I中示出根据图2的滑道和锡林、梳理盖板、曲轨和侧板；图5a、5b以示意性形式示出偏置罗拉的生产方法中两个步骤，即室温时(图5a)和结合温度(图5b)时的钢筒和外壳；图6示出一个彼此叠置的两层外壳结构；图7示出一个相邻一个设置的三部分的外壳结构；图8在示意性侧视图中示出具有根据本发明的罗拉的清棉机；和图9在示意性侧视图中示出具有根据本发明的罗拉的罗拉粗梳机和罗拉梳理喂棉机。
具体实施例方式
图1示出盖板梳棉机，例如Trützschler TC 03盖板梳棉机，其具有喂给罗拉1、喂给台2、刺辊3a、3b、3c、锡林4、道夫5、剥棉罗拉6、轧辊7、8、棉网引导元件9、棉网漏斗10、牵引罗拉11、12、具有梳理盖板偏转罗拉13a、13b和梳理盖板齿条14的回转梳理盖板13、条筒15和圈条器16。弯曲箭头代表罗拉的旋转方向。附图标记M代表锡林4的中心(轴)。附图标记4a代表针布，附图标记4b代表锡林4的旋转方向。附图标记B代表处于梳理位置的回转梳理盖板13的旋转方向，附图标记C代表梳理盖板齿条14在异侧移动的方向。附图标记23’、23”代表固定的梳理构件，附图标记39代表锡林4下方的罩。箭头A代表工作方向。
根据图2，在盖板梳棉机的每侧上，横向于侧板19a、19b(参见图4)固定着具有多个调节螺钉的曲轨17。曲轨17具有凸起的外表面17a和下面17b。在曲轨17的顶部上有一个滑道20，例如由低摩擦的塑料材料制成，其具有凸起的外表面20a和凹入的内表面20b。凹入的内表面20b停靠在凸起外表面17a的顶部上，并且可以在其上沿箭头D、E的方向滑动。每个梳理盖板齿条14由背面部分14a和承载元件14b组成。每个梳理盖板齿条14在其两端的每一端具有一个梳理盖板头，其每一个包括两个钢销141、142。钢销141、142延伸超出承载元件14b端面的部分在滑道20的凸起外表面20a上沿箭头B的方向滑动。针布18接合到承载元件14b的下面。附图标记21代表梳理盖板针布18的顶尖圆周。锡林4在其圆周上具有圆筒形的针布4a，例如锯齿针布。附图标记22代表锡林针布4a的顶尖圆周。在顶尖21圆周和顶尖22圆周之间的间隔(梳理钳口)由附图标记a表示，并且例如为3/1000英寸。凸起外表面20a和顶尖22圆周之间的间隔由附图标记b表示。凸起外表面20a和顶尖21圆周之间的间隔由附图标记c表示。凸起外表面20a的半径由附图标记r1表示，并且顶尖22圆周的半径由附图标记r2表示。半径r1和r2在锡林4的中心点M处相交。附图标记19代表侧板。
在图3a、3b中示出的用于纤维处理机械的高速罗拉，例如盖板梳棉机的锡林4，由中空的圆筒辊体30和端面处的两个罗拉端部31a、31b组成。罗拉端部31a、31b有利地由金属制成，例如钢或铝。附图标记32代表辐条，附图标记33代表毂，附图标记34代表端部凸缘。辊体30由内部钢质圆筒35和外部硬化的CFRP壳36组成。CFRP壳36的形状为薄壁的中空圆筒。在操作温度时，在偏移状态中，在钢质圆筒35的壁区域中在圆周方向中存在着压缩应力，并且在圆柱形CFRP壳36中存在着张应力。使用中，由于钢质圆筒35承受的离心力，压缩应力被减小。在强化纤维的方向中，圆筒材料的热膨胀系数远大于碳纤维强化塑料材料的热膨胀系数；例如，钢的热膨胀系数α在11×10-61/k和17×10-61/k，而在纤维方向中CFRP的热膨胀系数约为0，尤其在-2×10-61/k和+2×10-61/k之间。
当在使用中受热时，CFRP壳36的内部直径仅轻微地变化，然而钢质圆筒35的热膨胀系数相当大。带有CFRP壳的钢质圆筒35的热膨胀系数因此小于全钢壁圆筒的热膨胀系数。
根据本发明的罗拉，包括金属圆筒和复合纤维壳，与全钢或者全铝的罗拉相比更轻，其具有减小的质量惯性并表现线性热膨胀，由于按结构排布的纤维定向该线性热膨胀是可调节的(直到负值)。根据本发明的罗拉使用中的优势为例如相当大提高的减速值、在驱动装置方面的简化、节能、更高的产出率、更宽的工作宽度和无震动运行，它们是由于材料的特性造成的。
密度、比刚度和比强度下表列出了材料互相对比的密度、弹性模量和强度材料密度(g/cm3)弹性模量(N/mm2) 强度(MPa)St 527.8210 000 400Al 2.770 000350CFRP 1.375 000至180 000 1500GFRP 1.920 000至40 0001250在纤维方向中，CFRP与钢相比具有相当大的优势。在卷绕处理期间构成管的各单根纤维决定了这样一个管的各向异性(方向相关)特性。
图4显示了锡林4的一部分以及其壁4e的圆柱形表面4f和锡林末端4c、4d(径向支撑元件)。表面4f具有针布4a，在这个实施例中其以具有锯齿的金属丝的形式提供。锯齿金属丝被绕到锡林4上，也就是说在侧部凸缘(未示出)之间以紧靠的圈卷绕在锡林4上，以便形成具有顶尖的圆柱形工作表面。纤维应该尽可能均匀地在工作表面(针布)上处理。梳理工作在互相相对设置的针布18和4a之间执行，并且基本上受一个针布相对于另一个的位置影响，并受两个针布18和4a锯齿顶尖之间的针布间隔a的影响。锡林4的工作宽度对盖板梳棉机的所有其他工作元件是决定性的因素，尤其对于回转梳理盖板14或固定梳理盖板23’、23”(图1)，其与锡林4一起在整个工作宽度上均匀地梳理纤维。为了可以在整个工作宽度上执行均匀的梳理工作，工作元件(包括那些附加元件)的设置必须在整个工作宽度上被保持。然而，由于针布金属丝的卷绕、由于离心力或由于梳理操作产生的热量，锡林4本身可以变形。锡林4的轴25安装在位于固定机器框架24a、24b上的适当位置(未示出)。圆柱形表面4f的直径，例如1250mm，就是说是半径r3的两倍，其是机器的一个重要尺寸并且在使用中由于工作热量变得更大。侧板19a、19b被分别固定到两个机器框架24a和24b。曲轨17a和17b被分别固定到侧板19a和19b。
当由于梳理操作，尤其在高生产速度和/或处理人造纤维或棉/人造纤维混合物的情况中，使用中在针布18和锡林针布4a之间的梳理钳口a(或者在针布23’之间的梳理钳口d中)中产生热量时，锡林壁4e膨胀，就是说半径r3增加并且梳理钳口a或d减小。热量通过锡林壁4e进入径向承载元件、锡林末端4c和4d。锡林末端4c、4d同样由于上述原因膨胀，就是说半径增加。锡林4几乎在所有侧面上被完全包围(封闭)-在半径方向由元件14、23、37(参见图1)，对于盖板梳棉机的两侧由元件17a、17b、19a、19b、24a、24b。结果，几乎没有热量从锡林4辐射到外部(到达大气)。尽管如此，较大表面区域的锡林末端4c、4d的热量通过辐射被相当大程度地输送到较大表面区域的侧板19a、19b，从那热量向外辐射到较冷的大气中。由于该辐射，侧板19a、19b的膨胀小于锡林末端4c、4d的膨胀，这导致梳理钳口a(图2)和梳理钳口d的减小，减小从不符合要求(就梳理结果而言)发展到有害。梳理元件(梳理盖板齿条14)安装在曲轨17a、17b上，固定梳理元件23’23”安装在曲轨的延伸部分上，曲轨延伸部分被固定在侧板19a、19b上。在受热的情况下，例如在钢质锡林4和铝质梳理盖板基14的情况中，曲轨17a、17b的上升-以及作为结果的梳理盖板齿条14的针布18的上升-与锡林壁4e的半径r3膨胀相比增加的更少-以及作为结果的锡林4的针布4a的上升-其导致梳理钳口a变窄。锡林壁4e和锡林末端4c、4d由钢制成，例如St37，线性热膨胀系数为11.5×10-6[1/K]。那么为了补偿锡林末端4c、4d与锡林壁4e以及另一方面和侧板19a、19b的膨胀的相对差异(由于封闭锡林4而造成的阻止辐射进入大气和从侧板自由辐射进入大气)，壳36由碳纤维强化塑料材料(CFRP)制成，其热膨胀系数被负向调节。由此，锡林4由于封闭造成的散热不良而导致的锡林4的膨胀被减小或避免。结果，梳理钳口a和d由于热量影响的不希望的减小被避免。
图5a、5b中概略示出了偏置的方法。钢质圆筒主体35和硬化CFRP壳36在这些附图中以中空圆筒的简化形式示出。室温下，根据图5a，钢质圆筒主体35的外径大于硬化CFRP壳36的内径。过剩尺寸37以钢质圆筒主体35中的期望偏置压力和根据图5b结合所需的结合间隙38为基础被计算出。从这两个变量和钢质圆筒主体35以及CFRP壳36的热膨胀系数，导出偏置必需的温度差异。图5b示出了冷却状态中的几何关系，其对应于结合状态。结合间隙38必须被这样确定尺寸以便两个部件35和36可以容易地将一个插入另一个中。结合温度低于室温。结合之后，两个部件35和36慢慢地被重新加热，因此发生期望的偏置。图3a显示了一个处于室温或工作温度的罗拉，其可以例如根据5a、5b偏置。
根据图6，内部壳36a和外部壳36b中纤维(361，见图7)螺旋型卷绕的节距是不同的。节距以示意的形式由卷绕角α1和α2示出(参见图7)。内部壳36a的卷绕角较小并且例如为85°。锡林4对于热量和离心力作用下径向变宽的阻力依赖于纤维的排布角度越小，阻力越大。外部壳36b的卷绕角较大并且例如为10°。锡林4对抗下垂的阻力类似的依赖于纤维的排布角度越大，下垂量越低。罗拉粗梳机51和罗拉梳理喂棉机50(图9)的罗拉长度可以为5至6m，其需要较低的下垂度。根据图6的卷绕角的结合带来了对变宽以及对下垂的高程度的抵抗。
根据图7的配置是有优势的，当罗拉需要一方面在边缘区域、以及另一方面在中间区域中具有不同的特性时。卷绕角因此在边缘区域36’、36中比在中间区域36”中更陡。示出了一个单层的壳，其具有相邻布置的三个区域。
根据图8，需要清理的纤维原料(箭头)，尤其是棉，以散纤维形式供给到设置在封闭壳体中的清棉设备，例如Trützschler CL-C4。这例如通过进料竖井(未示出)、传送带等实现。以填絮形式的原料通过两个喂给罗拉41a、41b经它们之间的握持供给到针辊42，针辊42可旋转地安装在壳体中并且在逆时针方向中旋转(箭头I)。针辊42的下游是针布辊43，其具有锯齿针布。辊42圆周速度为约10至21m/sec。辊43圆周速度为约15至25m/sec。辊44圆周速度大于辊43的圆周速度，辊45的圆周速度大于辊44的圆周速度。在辊42的下游具有一连串的另外的锯齿辊43、44和45，它们的旋转方向由附图标记II、III和IV指示。辊42和45的直径为约150至300毫米。辊42至45由壳体封闭。与锯齿辊45联合的是固定梳理元件、调节引导元件、气流孔、隔纱板和压力测量元件。与隔纱板联合的是抽吸罩。附图标记A代表清棉机的工作方向。根据本发明包括金属圆筒35和围绕所述圆筒的圆形的圆柱壳36的罗拉用于辊42至45的至少一个。清棉机可以例如根据DE-A-101 22 459构建。
根据图9，在罗拉粗梳机51的上游设置一个垂直储备竖井52，从该竖井顶部喂入极好分散的纤维原料I。喂给例如可以通过集棉器的供给和分配管线53实现。在储备竖井52的上部区域中设置空气排出孔54，通过其输送空气II在从散纤维III分离之后进入通风装置55。储备竖井52的下端由喂给罗拉56(输入罗拉)封闭，其与喂料槽57配合。低速喂给罗拉56将纤维原料III从储备竖井52供给到位于下方的高速开松罗拉58，高速开松罗拉58具有针58b或锯齿金属丝，并且在其圆周的一部分处与下喂给竖井59连通。在箭头58a方向旋转的开松罗拉58输送纤维原料III，开松罗拉58聚集(pick up)纤维原料进入喂给竖井59。喂给竖井59在其下端具有送出罗拉60，其根据示出的箭头旋转并且其使罗拉粗梳机可以获得纤维原料。这个罗拉梳理喂棉机50例如可以是Mnchengladbach的Trützschler公司的SCANFEED TF 5000罗拉梳理喂棉机。喂给罗拉56在顺时针方向(箭头56a)慢速旋转，开松罗拉58在逆时针方向中(箭头58b)高速旋转，因此造成了反方向的旋转。通过回转喂给罗拉56和回转开松罗拉58，每单位时间一定量的纤维原料III被连续输送进入喂给竖井59中，并且等量的纤维原料通过送出罗拉60以及喂料槽61从喂给竖井59送出，并且由罗拉粗梳机51获得。罗拉粗梳机51的喂给装置，包括喂给罗拉60和喂料槽61，与喂给竖井59下端处的送出装置60、61相同。喂给罗拉60和喂料槽61在罗拉粗梳机51的工作方向中继之以第一初级罗拉62、第二初级罗拉63、初级锡林64(刺辊)、输送罗拉65、主锡林66、道夫67及作为送出罗拉的剥棉辊68。分别与初级锡林64(刺辊)和主锡林66联合的是两对和六对罗拉，每对由工作罗拉71和清洁辊72组成。在剥棉辊68下游紧靠剥棉辊68并且与其配合的是两个轧光罗拉73、74。所述罗拉的旋转方向由弯曲箭头表示。罗拉粗梳机51类似于设置在其上游的罗拉梳理喂棉机50可以具有例如5米或更大的宽度。根据本发明包括金属圆筒35和围绕所述圆筒的圆形的圆柱壳36的罗拉被用于罗拉梳理喂棉机50的罗拉56和58以及罗拉粗梳机51的罗拉60至74的至少一个。
图1中示出的盖板梳棉喂棉机47就结构和功能而言基本上与根据图9的罗拉梳理喂棉机50一致。与盖板梳棉机(图1)一样，盖板梳棉喂棉机47通常具有1米至1.5米的宽度。根据本发明的罗拉作为罗拉被用于输入罗拉48和高速开松罗拉49的至少一个。开松罗拉49(图1)和59(图9)的金属圆筒可以由铝制成。
权利要求
1.用于纤维处理机械例如纺纱准备机械、散纤维喂给机、罗拉粗梳机、非织造物成形机械等的罗拉，纺纱准备机械例如盖板梳棉机、清棉机等，所述罗拉具有纤维强化塑料材料的壁，其特征在于所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)具有至少一个金属圆筒(35)和至少一个环绕所述圆筒的圆形圆柱壳(36；36a、36b；36’、36”、36)。
2.如权利要求1所述的罗拉，其特征在于所述金属圆筒(35)和壳(36；36a、36b；36’、36”、36)在室温和工作温度时互相偏置。
3.如权利要求1或2所述的罗拉，其特征在于在圆周方向中，所述金属圆筒(35)承受压缩应力，所述壳(36；36a、36b；36’、36”、36)承受张应力。
4.如权利要求1-3中任一项所述的罗拉，其特征在于所述金属圆筒(35)至少一部分由铝制成。
5.如权利要求1-4中任一项所述的罗拉，其特征在于所述金属圆筒(35)至少一部分由钢制成。
6.如权利要求1-5中任一项所述的罗拉，其特征在于所述壳(36；36a、36b；36’、36”、36)由碳纤维强化塑料材料(CFRP)制成。
7.如权利要求1-6中任一项所述的罗拉，其特征在于所述碳纤维强化塑料材料(CFRP)的热膨胀系数是可调节的。
8.如权利要求1-7中任一项所述的罗拉，其特征在于所述壳(36；36a、36b；36’、36”、36)由玻璃纤维强化塑料材料(GFRP)制成。
9.如权利要求1-8中任一项所述的罗拉，其特征在于所述壳(36；36a、36b；36’、36”、36)由芳族聚酸胺纤维强化塑料材料(AFRP)制成。
10.如权利要求1-9中任一项所述的罗拉，其特征在于例如碳纤维和玻璃纤维的混合纤维(361)用于所述壳(36；36a、36b；36’、36”、36)。
11.如权利要求1-10中任一项所述的罗拉，其特征在于在所述壳(36；36a、36b；36’、36”、36)中的所述强化纤维(361)基本上在圆周方向中定向。
12.如权利要求1-11中任一项所述的罗拉，其特征在于所述强化纤维(361)和所述基体材料(362)共同产生至少15000N/mm2的弹性模量。
13.如权利要求1-12中任一项所述的罗拉，其特征在于所述强化纤维(361)(纤维股)与罗拉主体轴向形成±75°至90°的夹角(α)。
14.如权利要求1-12中任一项所述的罗拉，其特征在于所述强化纤维(361)与罗拉主体轴向形成35°至75°的夹角(α)。
15.如权利要求1-14中任一项所述的罗拉，其特征在于所述强化纤维(361)与罗拉主体轴向形成1°至35°的夹角(α)。
16.如权利要求1-15中任一项所述的罗拉，其特征在于所述强化纤维(361)具有至少两个不同的角度。
17.如权利要求1-16中任一项所述的罗拉，其特征在于在径向方向中设置至少两个彼此叠置的壳(36a、36b)。
18.如权利要求1-17中任一项所述的罗拉，其特征在于至少一个壳(36；36a、36b；36’、36”、36)的所述强化纤维(361)(纤维股)具有陡角(α)，例如±75°至90°，至少另一个壳(36；36a、36b；36’、36”、36)的纤维股具有浅角(α)，例如1°至35°。
19.如权利要求1-18中任一项所述的罗拉，其特征在于在至少一个壳(36；36a、36b；36’、36”、36)的轴向方向中的膨胀系数等于或小于在至少另一个壳(36；36a、36b；36’、36”、36)的轴向方向中的膨胀系数。
20.如权利要求1-19中任一项所述的罗拉，其特征在于在至少一个壳(36；36a、36b；36’、36”、36)的圆周方向中的膨胀系数等于或大于在至少另一个壳的圆周方向中的膨胀系数。
21.如权利要求1-20中任一项所述的罗拉，其特征在于圆周方向和轴向方向中的线性膨胀系数小于8×10-6(1/K)。
22.如权利要求1-21中任一项所述的罗拉，其特征在于所述强化纤维(311)(纤维股)在圆周方向中相邻设置。
23.如权利要求1-22中任一项所述的罗拉，其特征在于在径向方向中互相跟随的所述强化纤维(361)(纤维股)的层互相交叉。
24.如权利要求1-23中任一项所述的罗拉，其特征在于针布(4a；18；42a、43a、44a、45a；58b)被绕到所述壳(36；36a、36b；36’、36”、36)上。
25.如权利要求1-24中任一项所述的罗拉，其特征在于提供这样的装置以便可以覆盖卷绕到所述罗拉上的针布(4a；18；42a、43a、44a、45a；58b)。
26.如权利要求1-25中任一项所述的罗拉，其特征在于与所述针布配合的所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)的一部分呈现圆柱元件的形式(在横截面中没有显著的变化)。
27.如权利要求1-26中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)具有在其长度上一致的壁厚度。
28.如权利要求1-27中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)由圆柱形部分(30)和末端部分(31a、31b)组成，末端部分(31a、31b)的膨胀特性与圆柱形部分(30)的膨胀特性相等。
29.如权利要求1-28中任一项所述的罗拉，其特征在于配合所述针布的部分的外部层由包括强化纤维(361)和基体材料(362)的壳(36；36a、36b；36’、36”、36)形成。
30.如权利要求1-29中任一项所述的罗拉，其特征在于针布(4a；18；42a、43a、44a、45a；58b)以这样的方式被绕到所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)上，在特定的旋转工作速度时，由卷绕针布产生的压力和由离心力产生的张应力可以在所述罗拉的材料中被基本上平衡。
31.如权利要求1-30中任一项所述的罗拉，其特征在于在所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)上卷绕这样的一种针布(4a；18；42a、43a、44a、45a；58b)，在特定的旋转工作速度时，所述针布(4a；18；42a、43a、44a、45a；58b)不会从与之配合的所述罗拉的表面脱离。
32.如权利要求1-31中任一项所述的罗拉，其特征在于所述针布(4a；18；42a、43a、44a、45a；58b)由卷绕到所述圆柱形壳(36；36a、36b；36’、36”、36)(罗拉表面)上的金属丝形成，使用不超过40N的卷绕力。
33.如权利要求1-32中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)的工作宽度超过1300mm，例如1500mm。
34.如权利要求1-33中任一项所述的罗拉，其特征在于喂给和送出装置与所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)直接配合。
35.如权利要求1-34中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉驱动系统被确定尺寸用于高速旋转，以便可以实现至少40m/s的圆周速度。
36.如权利要求1-35中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)具有顶尖密度大于900个顶尖/平方英寸的针布(4a；18；42a、43a、44a、45a；58b)。
37.如权利要求1-36中任一项所述的罗拉，其特征在于固定梳理元件(23’、23”；75a、75b、76、77、78)(固定梳理盖板)与所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)联合。
38.如权利要求1-37中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)是盖板梳棉机(图1)或罗拉粗梳机(51)的一部分。
39.如权利要求1-38中任一项所述的罗拉，其特征在于回转梳理盖板(14)与所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)联合。
40.如权利要求1-39中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉是盖板梳棉机(图1)或罗拉粗梳机(51)的锡林(4；66)。
41.如权利要求1-40中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉是盖板梳棉机(图1)或罗拉粗梳机(51)的喂给罗拉(1；60)。
42.如权利要求1-41中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉是盖板梳棉机(图1)或罗拉粗梳机(51)的刺辊(3a-3c；64)。
43.如权利要求1-42中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉是盖板梳棉机(图1)或罗拉粗梳机(51)的道夫(5；67)。
44.如权利要求1-43中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉是盖板梳棉机(图1)或罗拉粗梳机(51)的剥棉辊(6；68)。
45.如权利要求1-44中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉是罗拉粗梳机(51)的工作罗拉(71)。
46.如权利要求1-45中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉是罗拉粗梳机(51)的清洁辊(72)。
47.如权利要求1-46中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉是散纤维喂给设备(47；50)的开松罗拉(49；58)。
48.如权利要求1-47中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉是开棉机或清棉机(图8)的一部分。
49.如权利要求1-48中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉是并条机的一部分。
50.如权利要求1-49中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉形成牵伸机构罗拉。
51.如权利要求1-50中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)作为开松罗拉与散纤维混合装置联合。
52.如权利要求1-51中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)作为开松罗拉与散纤维送入装置联合。
53.如权利要求1-52中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)作为开松罗拉与开包机联合。
54.如权利要求1-53中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)具有一个支撑在末端处安装轴(33)上的管状罗拉主体(30)。
55.如权利要求1-54中任一项所述的罗拉，其特征在于所述罗拉(1、3a、3b、3c、4、5、6；41a、41b、42、43、44、45；48、49；56、58；60、62、63、64、65、66、67、68、71、72、73、74)具有至少两个圆筒末端(31a、31b)。
全文摘要
用于纤维处理机械例如纺纱准备机械、散纤维喂给机、罗拉粗梳机、非织造物成形机械等的罗拉，纺纱准备机械例如盖板梳棉机、清棉机等，为罗拉提供一种纤维强化塑料材料的壁。为了通过简单的方法实现经济地制造和足够的尺寸稳定性，也就是基本上恒定的梳理钳口，所述罗拉具有至少一个金属圆筒和至少一个环绕所述圆筒的纤维强化塑料材料的圆形的圆柱壳。
文档编号D01G15/16GK1724726SQ20051008747
公开日2006年1月25日 申请日期2005年7月22日 优先权日2004年7月23日
发明者S·施利希特, U·福尔拉特 申请人:特鲁菲舍尔股份有限公司及两合公司