CH688155A5 - Ringspinnmaschine. - Google Patents

Description

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CH 688 155 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Ringspinnmaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. Sie betrifft insbesondere eine Weiterentwicklung einer Ringspinnmaschine, wie sie in der US-Patentschrift USSN 007/706 021 beschrieben ist.

Ringspinnmaschinen mit Schrägflanschringen sind aus der Patentliteratur, beispielsweise aus der US-PS 3 159 963, seit langem bekannt.

Schrägflanschringe werden verwendet, um die Kontaktoberflächen zwischen Spinnring und Läufer zu vergrössern und mit einer Reduktion der spezifischen Flächenpressung auch die Abnutzung zu verringern und gleichzeitig die Bewegungsstabilität des Läufers auf dem Spinnring zu erhöhen.

Aus der britischen Patentschrift GB 1577151 ist ein Schrägflanschring bekannt, bei dem die Innenseite des Schrägflanschrings als Kreiskegelstumpf ausgeführt ist. Diese Seite besitzt also im Meridianschnitt betrachtet keine Wölbung.

Wenn man davon ausgeht, dass für definierte Spinnbedingungen der Läufer mit seinem innen am Spinnring aufliegenden Schenkel, der bevorzugt gerade ausgeführt ist, windschief zur Achse des Spinnrings liegt, wird er aus dieser Lage bei zu schwacher oder fehlender Wölbung des Spinnrings auf dessen Innenseite abgedreht, wobei die Tendenz besteht, dass er sich aufrichtet, da er unter der Wirkung der Fliehkraft sich dem Spinnring möglichst weit annähern möchte. Bei zu schwacher Wölbung würde der Läufer in seiner betriebsmässigen Stellung während des Spinnens nur in der Nähe der Punkte A und B gemäss Fig. 2 dieser Anmeldung aufliegen. Es resultiert dabei ein instabiles Gleiten des Läufers und übermässiger Abrieb an den erwähnten Punkten.

Andrerseits kann eine zu starke Wölbung der Lauffläche sich ungünstig auswirken, da der Läufer in seiner normalen Betriebsstellung nur an einem Punkt auf der Innenseite des Spinnrings aufliegt, woraus sich starker Abrieb ergeben kann. Diese Bedingungen sind bei einem Spinnring nach der eingangs erwähnten Schrift mit einem Radius R2 von weniger als 20 mm gegeben.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ringspinnmaschine zu schaffen, die eine besonders hohe Standzeit der Spinnringe aufweist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche gelöst.

In einer Ringspinnmaschine mit Merkmalen gemäss der Erfindung können höhere Spinngeschwindigkeiten bei gleichzeitig verringerter Abnutzung an den Läufern und Ringen erzielt werden. Aufgrund der stabileren Lage der Läufer bei der Rotation auf den Ringen wird die Garnqualität gesteigert und die Neigung zu Fadenbrüchen reduziert. Frühausfälle von Läufern treten nicht mehr auf.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren im einzelnen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines Meridianschnittes durch einen Spinnring mit einem Läufer,

Fig. 2 eine Teilansicht eines Spinnringes im Meridianschnitt,

Fig. 3 eine Teilansicht eines Spinnringes mit dem Läufer während des Umlaufes in Schrägstellung des Läufers,

Fig. 4 einen Teilschnitt durch den Spinnring nach Linie IV—IV in Fig. 3 mit dem Läufer während des Umlaufes mit den am Läufer wirkenden Kräften.

Der Spinnring 1 gemäss der Erfindung in den Fig. 1 bzw. 2 ist in einem Ringrahmen 15 der Ringspinnmaschine gelagert. Die mit dem Ringrahmen 15 verbundene Grundpartie 14 des Spinnringes 1 geht nach oben in den sogenannten Schrägflansch 11 und dieser in die Kopfpartie 12 des Spinnringes über. Der Schrägflansch 11 ähnelt einem Kreiskegelstumpf mit Erzeugenden, die unter einem Winkel a gemäss Fig. 2 gegen die Vertikale geneigt sind. Oben am Ring befindet sich an der Kopfpartie 12 des Spinnringes ein Wulst 12', der den auf dem Spinnring 1 aufgesteckten Läufer 2 bei ungewöhnlichen Laufbedingungen, z.B. Hochlauf der Spinnmaschine, auf dem Spinnring 1 führt. Die Lauffläche 13 weist zwischen den Punkten A und B eine Krümmung auf, die einen konstanten Krümmungsradius R2 haben kann, oder ist ein Teil eines Hyperboloides. Oberhalb des Punktes A schliesst sich in der Laufpartie 12 des Rings eine Teillauffläche 13' mit dem Krümmungsradius R1 an. Die Verbindungslinie C zwischen den Punkten A und B schliesst mit der Vertikalen einen Winkel a ein, der vorzugsweise 30° ± 3° beträgt. Der Läufer 2 ist in den Figuren 1 und 2 nicht am Spinnring anliegend im Meridianschnitt durch den Spinnring 11 gezeigt. Der Läufer 2 besteht im wesentlichen aus einem äusseren Läuferschenkel 21, der den Wulst 12' umgreift, und einem inneren geraden Läuferschenkel 22. Die Lauffläche 13 des Spinnringes, wie oben beschrieben bevorzugt durch Teile von Kreistorus-flächen mit den Radien R1 und R2 gebildet, wäre im Idealfall ein Teil eines Hyperboloids mit stetig ändernden Krümmungsradien. In der Praxis genügt jedoch die Annäherung des Hyperboloid-Teiles durch eine gekrümmte Fläche mit konstantem Radius. Der innere Läuferschenkel 22 des Läufers 2 kann zwischen den Punkten A und B geradlinig verlaufen oder sich der Lauffläche 13 zum Teil anschmiegend ausgebildet sein. Bei der Schrägstellung des Läufers 2 auf dem Spinnring 1 während des Umlaufes, wie in Fig. 3 angedeutet, liegt die dem Spinnring 1 zugewandte Seite des Läuferschenkels 22 gleichmässig am Spinnring im Bereich zwischen den Punkten A und B auf, wenn die Lauffläche hyperboloidförmig gestaltet ist, aber auch oberhalb des Punktes A, wenn die Innenkontur des Läuferschenkels 22 beim Punkt A entsprechend geformt ist. Das Hyperboloid ist definiert durch eine Erzeugende, die wie die den Spinnring 1 berührende Innenkante- des inneren Läuferschenkels 22 um die Symmetrieachse des Spinnrings 1 rotiert. Die Raumlage der Erzeugenden lässt sich durch Berechnungen und empirisch durch Messungen bzw. Beobachtungen von Läufermodellen bestimmen. Ist die Gestalt des Hyperboloids bestimmt, ist die Ermittlung des nötigen mittleren Krümmungsradius R2 der Lauffläche 13 graphisch oder rechnerisch möglich.

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Beträgt der Radius R1 am Spinnring beispielsweise 1.3 mm, so wählt man für den entsprechenden Innenradius R3 des Läufers beispielsweise 1.5 mm. Zwischen dem Wulst 12' und der Innenkontur des Läuferschenkels 21 muss so viel Abstand sein, dass der Läufer 2 während des Umlaufes auf dem Spinnring 1 die Aussenseite des Wulstes 12' nicht berührt. Bevorzugte Abmessungen des Spinnringes 2 im Meridianschnitt sind folgende:

R1 =

:L3 .

1,6 mm

R2 =

50 ...

. m

100 mm a =

25 ...

■ 2Q •

5"

H =

2,0 ...

. fL5 .

3,0 mm

K =

2,0 ...

. 2JS ■

2,7 mm

Die unterstrichenen Werte sind bevorzugt für Ringspinnmaschinen im Garnnummernbereich 5 ... 40tex. Der Innendurchmesser D gemäss Fig. 1 kann dabei z.B. zwischen 32 mm und 46 mm betragen. Ein Läufer nach der EP-A 0 529 277 mit einem Gewicht von 8 ... 140 mg lässt sich mit einem Spinnring 1 mit den bevorzugten Abmessungen kombinieren.

Fig. 3 zeigt eine Teilansicht eines Spinnringes 1 mit dem Läufer 2 während des Umlaufes in Um-fangsrichtung gemäss Pfeil L. Das Spinngarn G oberhalb des Läufers 2 läuft als Fadenballon um die Spindel 3, wird oben im Läufer 2 umgelenkt und läuft von hier aus in Richtung des Pfeiles G' tangential am Umfang der Spindel 3 auf. Der Läufer 2 stellt sich während des Umlaufes am Spinnring 1 wie in Fig. 3 gezeigt schräg. Die Schrägstellung hängt von verschiedenen Faktoren wie der Spinngeschwindigkeit, der Garnnummer, dem Spindeldurchmesser, dem Garntiter, den Reibungsverhältnissen zwischen Spinnring 1 und Läufer 2 und von der Läufermasse etc. ab. Unter idealen Verhältnissen stellt sich der Läufer 2 gegenüber dem Spinnring 1 so ein, dass sein innerer Läuferschenkel 22 auf der Innenseite mit der Erzeugenden eines Hyperboloides zusammenfällt, das wie erwähnt teilweise durch die Lauffläche 13 im Bereich zwischen den Punkten A und B durch die gekrümmte Fläche mit dem Krümmungsradius R2 im Meridianschnitt angenähert wird.

Je nach Anwendungsfall sind der Radius R2 und der Winkel so zu wählen, dass die idealen Verhältnisse vorliegen. Bei Annäherung der idealen Lauffläche durch eine Kreistorusfläche mit dem Radius R2 liegt Linienberührung des Läufers 2 an der Lauffläche 13 bereits nach einer kurzen Einlaufzeit von weniger als einer Stunde vor. Diese Situation ist in Fig. 4 in einem Schnitt gemäss Schnittlinie IV—IV durch den Spinnring 1 in Fig. 3 gezeigt. In Fig. 4 sind die am Läufer wirkenden Kräfte eingezeichnet, und zwar die Fliehkraft F aufgrund der Masse des Läufers, die in der Schnittebene liegende Komponente der resultierenden Fadenkraft R, die Normalkraft N vom Spinnring 1 auf den Läufer 2, die von der Flächenpressung zwischen Läufer 2 und Spinnring 1 unterhalb des Punktes A herrührt,

und die Stützkraft S, die in der Teillauffläche 13' des Spinnringes 1 auf die entsprechende Partie des Läufers übertragen wird. Die Berührungszone zwischen dem Spinnring 1 und dem Läufer 2 wird durch die gestrichelte Pfeillinie Z dargestellt. Die Schrägstellung des Läufers 2 ist dadurch bedingt, dass das Spinngarn oberhalb der Läuferschwerpunkts angreift.

Aus Fig. 4 ist zu ersehen, dass sich anschliessend an die Lauffläche 13 am inneren Schenkel des Läufers 2 ein freier Abschnitt der Länge Z1 nach unten erstreckt, welcher mithilft, das Wärmegleichgewicht am Läufer auf tieferem Temperaturniveau zu erreichen. Z1 beträgt zwischen 0.5 und 1.5 mm, bevorzugt 1 mm.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Ringspinnmaschine mit Spinnringen in Form von sogenannten Schrägflanschringen, wobei der Schrägflansch (11) des Spinnringes (1) zwischen einer auf dem Ringrahmen aufliegenden Grundpartie (14) des Spinnringes und der Laufpartie (12) des Spinnringes, auf der der Läufer (2) umläuft, liegt, mit einem Wulst (12') an der Laufpartie (12), der die Position des Läufers (2) sichert, wobei die Dimensionen von Grundpartie und Laufpartie so gewählt sind, dass der Spinnring von der Grundpartie zur Laufpartie hin konisch verjüngt ist, so dass der Schrägflansch einem Kreiskegelstumpf ähnelt, und dass der Innendurchmesser D des Spinnrings zwischen 32 mm und 46 mm und die mittlere Neigung a der Lauffläche (13) gegenüber der Vertikalen zwischen 25 und 35° beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (13) auf der Innenseite der Laufpartie (12) des Spinnringes (1) derart gekrümmt ist, dass gemeinsam mit einem betriebsmässig auf dem Spinnring umlaufenden Läufer (2), der vom Spinngarn mitnehmbar ist, nach einer Einlaufzeit von weniger als einer Stunde eine Berührungslinie von mindestens 2 mm Länge erreicht wird.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius R2 der Lauffläche (13) auf der Innenseite der Laufpartie (12) des Spinnringes (1) im Meridianschnitt gemessen zwischen 60 und 90 mm beträgt.

3. Ringspinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius R1 der Teillauffläche beim kleinsten Durchmesser D des Spinnringes auf seiner Innenseite wenigstens 1.2 mm beträgt.

4. Ringspinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (13) auf der Innenseite des Spinnringes im Bereich des Radius R2 eine mittlere Neigung a von höchstens 35° gegenüber der Vertikalen aufweist.

5. Ringspinnmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Radius R1 zugeordnete Innenradius R3 am Läufer (2) das 1.1 ... 1.5fa-che, bevorzugt das 1.2fache des Wertes von R1 beträgt.

6. Ringspinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Wulstes im Meridianschnitt des Spinnrin-

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ges die Dicke des Wulstes höchstens um die Hälfte übersteigt, wobei die Höhe des Wulstes parallel zur Erzeugenden des Kreiskegels und die Dicke quer dazu gemessen wird, und die Dicke des Wulstes zwischen 2.0 und 2.6 mm und die Höhe zwischen 2.2 und 2.8 mm beträgt.

7. Ringspinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (2) unterhalb der Lauffläche (13) einen freien Abschnitt der Länge Z1 zwischen 0.5 mm und 1.5 mm aufweist.

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