CH692586A5 - Ringspinnmaschine mit einer Vielzahl von Spinnringen und darauf angeordneten Läufern. - Google Patents

Description

  



  Die Erfindung betrifft eine Ringspinnmaschine mit einer Vielzahl von Spinnringen und darauf angeordneten Läufern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. 



  Ringspinnmaschinen dieser Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt (WO 80/00 982; CH-PS 490 532). Ihnen ist jeweils gemeinsam, dass der radial innen liegende Schenkel des Läufers im Betrieb mit einer bestimmten Fläche an der Lauffläche des Spinnringes anliegt, wobei der durch die auf den Läufer wirkende Zentrifugalkraft erzeugte Flächendruck umso grösser ist, je kleiner die Berührungsfläche zwischen dem Läufer und dem Spinnring ist. 



  Für den Flächendruck zwischen Läufer und Spinnring ist aber nicht nur die Zentrifugalkraft, sondern auch die vom durch den Läufer geführten Faden erzeugte Zentripetalkraft von Bedeutung, sodass die resultierende, vom Ring auf den Läufer wirkende Kraft einen Winkel von etwa 5 bis 10 DEG  mit der Horizontalen einschliesst, wodurch diese resultierende Kraft eine kleine Komponente in Richtung senkrecht nach unten aufweist. Diese Kraftverhältnisse beeinflussen die an den Spinnringen auftretenden Verschleisserscheinungen, welche umso grösser sind, je grösser der zwischen Spinnring und Läufer auftretende Flächendruck ist. Bei den heute üblichen Spinnringen mit einem T-förmigen Querschnitt ist die zur Verfügung stehende Kontaktfläche relativ klein und der Flächendruck damit sehr hoch.

   Hierdurch wird einerseits die Läufergeschwindigkeit und damit die Spindeldrehzahl begrenzt, und es tritt andererseits ein hoher Spinnring- und Läuferverschleiss auf. In einer durch die Spindelachse verlaufenden Ebene hat die Erzeugende der Kontaktfläche zwischen Spinnring und Läufer quer zur resultierenden Kraft zwischen Ring und Läufer im Allgemeinen lediglich eine Ausdehnung von ca. 0,5 mm. Bei grösseren Kontaktflächen ist die Flächenbelastung ungleichmässig, was einen entsprechend ungleichmässigen Verschleiss nach sich zieht und die Spindeldrehzahl ebenfalls begrenzt. 



  Das Ziel der Erfindung besteht darin, bei Spinnringen mit zumindest im Wesentlichen T-förmigem Querschnitt die Kontaktfläche zwischen Spinnring und Läufer im Betrieb zu vergrössern, und zwar vor allem in der Richtung quer zur Kraft zwischen Ring und Läufer, und das Leistungspotenzial des T-Flansch-Ringsystem deutlich zu steigern, d.h. eine deutlich höhere Läufergeschwindigkeit und damit Spindeldrehzahl zuzulassen, ohne dass der Läufer- und Spinnringverschleiss übermässig ansteigt. 



  Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgesehen. Bevorzugte Dimensionierungen entnimmt man den Patentansprüchen 2 bis 15. 



  Der Erfindungsgedanke ist also darin zu sehen, dass die Lauffläche am Spinnring des T-förmigen Spinnringes ohne eine zu starke Krümmung deutlich weiter nach unten gezogen wird und dass erst anschliessend die am Übergang zum Fussteil vorhandene Ringstufe des Spinnringes vorgesehen ist. Hierdurch wird die Kontaktfläche zwischen Läufer und Spinnring im Betrieb in der benötigten Richtung quer zur Normalkraft deutlich vergrössert, ohne dass eine ungleichmässige Flächendruckverteilung zu befürchten ist. 



  Im Gegensatz zu bekannten Ausführungen (CH-PS 490 532) werden beim erfindungsgemässen Spinnring-Läufer-System alle Bereiche der Kontaktfläche zwischen Spinnring und Läufer zumindest im Wesentlichen gleichmässig belastet, weil sie zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Normalkraft verlaufen. Erfindungsgemäss kommt es also nicht nur darauf an, die Kontaktfläche zwischen Läufer und Spinnring im Betrieb zu vergrössern, sondern diese Vergrösserung so vorzunehmen, dass sämtliche Bereiche der Kontaktfläche zumindest im Wesentlichen in gleicher Weise beansprucht werden, sodass der Verschleiss weitgehend gleichmässig über die Kontaktfläche verteilt ist. 



  Gegenüber bekannten T-Flansch-Ring-Läufersystemen kann erfindungsgemäss die Kontaktfläche zwischen Läufer- und Spinnring um einen Faktor 3 vergrössert werden, ohne dass die Gleichverteilung der Druckkräfte wesentlich beeinträchtigt wird. 



  Bevorzugt ist die Ausbildung nach Anspruch 2, obwohl die Krümmung der Erzeugenden grundsätzlich auch veränderlich sein könnte, allerdings nur in begrenztem Ausmass. 



  Von besonderer Bedeutung ist der Krümmungsradiusbereich nach Anspruch 3, und zwar insbesondere in Verbindung mit den Merkmalen des Anspruches 4, weil hierdurch eine deutliche Kontaktflächenvergrösserung ohne wesentliche Beeinträchtigung der Gleichmässigkeit der Kraftverteilung erreicht wird. 



  Diese Zielsetzung begünstigen auch die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 5 und 7. 



  Auf Grund der Merkmale des Anspruches 7 wird erreicht, dass der Läufer im Kontaktbereich etwas weniger gekrümmt ist als die Erzeugende der Lauffläche am Spinnring. Hierdurch wird zumindest beim Beginn des Betriebes zunächst eine Auflage des inneren Schenkelteils des Läufers in der Mitte des vorgesehenen Kontaktflächenbereiches erzielt, welche sich dann innerhalb kurzer Betriebszeit durch Verschleiss auf die beabsichtigte Soll-Kontaktfläche ausdehnt. Dadurch passen sich die beiden Flächen infolge der Läuferschrägstellung einander an. 



  Die Merkmale der Ansprüche 8 bis 10 sind im Zusammenhang mit einer einwandfreien Halterung des Läufers am Spinnring sowie ggf. zur Verhinderung eines Ausfädelns beim Stillstand der Ringspinnmaschine von Bedeutung. 



  Die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 11 und 12 sind in Verbindung mit der erfindungsgemässen Anordnung und Ausbildung der Lauffläche von Bedeutung. 



  Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform entnimmt man Anspruch 13. 



  Die Erfindung wird im Folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt: 
 
   Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Mitte eines Spinnrings für eine erfindungsgemässe Ringspinnmaschine und 
   Fig. 2 den Ausschnitt II aus Fig. 1 in stark vergrössertem Massstab und unter zusätzlicher Darstellung des auf dem Spinnring angeordneten Läufers sowie des von ihm geführten Fadens. 
 



  Nach Fig. 1 weist ein erfindungsgemässer Spinnring 11 ein ringförmiges Basisteil 26 auf, welches auf einer nicht dargestellten Ringbank einer Ringspinnmaschine rund um eine für den Durchgang der nichtdargestellten Spindel vorgesehenen \ffnung 25 angeordnet ist. An das in radialer Richtung ausgedehnte Basisteil 26 schliesst sich nach oben ein schmalerer und ebenfalls ringförmiger Fuss 18 an, auf welchem sich das eigentliche ringförmige Läufertragteil 27 befindet. 



  Der Fuss 18 und das Läufertragteil 27 weisen zusammen einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt auf. 



  Nach Fig. 2 ist auf dem Läufertragteil 27 des Spinnringes 11 ein Läufer 12 angeordnet, welcher eine im Wesentlichen umgekehrt u-förmige Gestalt aufweist und bei der Ausführungsform nach Fig. 2 von einem bis zum anderen Ende stetig gekrümmt ist. Der Läufer 12 weist einen im Betrieb mit Abstand vom Scheitelbereich 22 des Läufertragteils 27 befindlichen, konvex gekrümmten Scheitelbereich 28 sowie einen radial innen liegenden Schenkel 32 und einen radial aussen liegenden Schenkel 20 auf, die jeweils zum freien Ende hin stetig in eine zum inneren der U-Form weisende Innen-Abwinklung 14 bzw. Aussen-Abwinklung 24 übergehen, welche in der in Fig. 2 dargestellten Betriebsposition ein Sicherheitsspiel 17 bzw. 21 relativ zum Fuss 18 des Spinnrings 11 aufweisen.

   Die Erzeugende des Scheitelbereichs 22 des Läufertragteils 27 ist nach Fig. 2 im Wesentlichen geradlinig ausgebildet und geringfügig zur Innenseite des Spinnringes 11 hin geneigt. 



  Die Innen-Abwinklung 14 ist mit im Wesentlichen vertikalem Abstand 30 von einer unteren Ringstufe 15 des Läufertragteils 27 angeordnet, während die Aussen-Abwinklung 24 einen deutlichen vertikalen Abstand 31 von einem Aussen-Ringflansch 23 des Läufertragteils 27 aufweist. Der Ringflansch 23 bildet den radial äusseren Schenkel des T-Profils des Spinnringes 11. 



  Der Innenschenkel 32 des Läufers 12 enthält ein Schenkelteil 13, welches in der in Fig. 2 dargestellten Betriebsposition mit einer radial innen am Läufertragteil 27 vorgesehenen Lauffläche 16 zusammenarbeitet. Die radial aussen liegende Fläche 19 des Läufertragteils 27 weist in der Betriebslage einen deutlichen radialen Abstand vom Aussenschenkel 20 des Läufers 12 auf. 



  Das Schenkelteil 13 und die Lauffläche 16 stehen im Betrieb in einer solchen Flächenberührung miteinander, dass an allen Flächenbereichen zumindest im Wesentlichen konstante Flächenpressung herrscht. Hierzu ist die Erzeugende der Lauffläche 16 geringfügig kreisbogenförmig konvex gekrümmt, wobei der Krümmungsradius bei 2 bis 10 mm liegen soll. Der mittlere Winkel der Erzeugenden der Lauffläche 16 zur Vertikalen, das ist die Tangente T an die Mitte der Erzeugenden, liegt deutlich unter 45 DEG und bevorzugt bei 5 bis 10 DEG . Der Winkel der Erzeugenden zur Vertikalen im oberen Bereich liegt zumindest sehr nahe bei 0 DEG  und soll im unteren Bereich 30 DEG  nicht überschreiten. Die Länge der Erzeugenden der Lauffläche 16 soll bei 1,0 mm oder mehr liegen. 



  Die Krümmung und Neigung des Schenkelteils 13 des Läufers 12 entsprechen weitgehend den Werten der Erzeugenden der Lauffläche 16, wobei zweckmässigerweise allerdings der Krümmungsradius des Schenkelteils 13 um etwa 20% grösser als der der Erzeugenden der Lauffläche 16 ist. 



  Diese Ausbildung berücksichtigt, dass die am Läufer 12 wirkende Zentrifugalkraft Z und die vom Garn 29 auf den Läufer 12 ausgeübte Fadenkraft S sich zu einer Normalkraft N summieren, wobei erfindungsgemäss die Lauffläche 16 und der Schenkelteil 13 so gestaltet und angeordnet sind, dass der Fusspunkt der resultierenden Normalkraft N auf die Lauffläche 16 sich zumindest im Wesentlichen in der Mitte der Erzeugenden der Lauffläche 16 befindet und die Normalkraft N zumindest im Wesentlichen senkrecht auf der Tangente T an die Erzeugende der Lauffläche 16 im Fusspunkt steht. Das aus der Fadenkraft S, der Zentrifugalkraft Z und der Normalkraft N auf die Lauffläche 16 gebildete Kräftedreieck ist in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet. 



  Die Funktion der beschriebenen Anordnung ist wie folgt: 



  Im Betrieb ist ein Garn 29 durch den Spalt zwischen dem Scheitelbereich 22 des Spinnringes 11 und dem Scheitelbereich 28 des Läufers 12 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise vom nicht dargestellten Streckwerk zur nicht gezeigten Spindel geführt. Hierbei übt das Garn 29 eine relativ geringe resultierende Fadenkraft S auf den Läufer 12 aus. Der Läufer 12 bewegt sich mit einer hohen Geschwindigkeit von z.B. 40 m/sec um das Zentrum des Spinnringes 11 herum und erteilt hierbei dem Garn 29 die erforderliche Spinndrehung. Durch die Zusammenwirkung von Fadenkraft S und Zentrifugalkraft Z am Läufer 12 wird Letzterer im Wesentlichen radial nach aussen gedrängt, sodass der Schenkelteil 13 an der Lauffläche 16 zur Anlage kommt. Die resultierende Normalkraft N ist senkrecht zur Tangente T etwa in der Mitte der Erzeugenden der Lauffläche.

   Die freien Enden der Abwinklungen 14, 24 weisen dabei ein deutliches Sicherheitsspiel 17 bzw. 21 relativ zum Fuss des Spinnringes 11 auf. Auch im Übrigen ist der Läufer 12 relativ zum Spinnring 11 überall von Letzterem deutlich beabstandet, sodass die Berührung auf die Lauffläche 16 beschränkt ist. Auf Grund der erfindungsgemässen Ausbildung werden die Kräfte zwischen Spinnring 11 und Läufer 12 auf eine relativ grosse Fläche verteilt, wobei die Flächenpressung über die Kontaktfläche sehr gleichmässig ist.

Claims (16)

1. Ringspinnmaschine mit einer Vielzahl von nebeneinander auf einer auf- und abfahrbaren Ringbank rund um dort vorhandene \ffnungen und diese durchgreifende Spindeln angeordneten Spinnringen (11), auf denen jeweils ein im Wesentlichen umgekehrt u-förmiger, fadenführender Läufer (12) umlaufbar angeordnet ist, wobei an der radialen Innenseite des Spinnringes (11) eine ringförmige, konvex gekrümmte Lauffläche (16) für ein radial innen liegendes Schenkelteil (13) des Läufers (12) vorgesehen ist, deren Erzeugende im Mittel gegenüber der Vertikalen derart geneigt ist, dass die Lauffläche (16) sich im Mittel von unten nach oben verjüngt, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugende der Lauffläche (16) relativ zum Läufer derart gekrümmt ist und eine solche Länge aufweist, dass der Läufer (12) im Betrieb über eine Länge von mehr als 1 mm an der Lauffläche (16) anliegt,

und dass der mittlere Winkel der Erzeugenden der Lauffläche (16) zur Vertikalen und die Krümmung der Erzeugenden der Lauffläche (16) derart gering ist, dass folglich die Erzeugende relativ zur Horizontalen überall steiler als 45 DEG verläuft und dass der Winkel der Tangente (T) an die Mitte der Erzeugenden der Lauffläche (16) zur Vertikalen 5 bis 30 DEG beträgt.

2. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugende der Lauffläche (16) kreisbogenförmig ist.

3. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der Erzeugenden (16) an jeder Stelle zwischen 2 und 10 mm, vorzugsweise 3 und 4 mm beträgt.

4. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugende der Lauffläche (16) eine Länge von 1,5 bis 2 mm aufweist.

5.

Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Winkel der Erzeugenden der Lauffläche (16) zur Vertikalen kleiner als 45 DEG ist und insbesondere 30 DEG bis 40 DEG beträgt.

6. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Neigung der Erzeugenden der Lauffläche (16) zur Vertikalen 0 bis 10 DEG und insbesondere etwa 5 DEG beträgt.

7. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius des mit der Lauffläche (16) in Kontakt tretenden Schenkelteils (13) um 10 bis 30%, insbesondere etwa 20% grösser als der der Erzeugenden der Lauffläche (16) ist.

8.

Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Lauffläche (16) in Kontakt tretende Schenkelteil (13) sich nach unten über die Lauffläche (16) hinaus fortsetzt und dort eine Innenabwinklung (14) bildet, die eine unterhalb der Lauffläche (16) vorhandene Ringstufe (15) des Spinnrings (11) mit Abstand untergreift.

9. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (12) auf der radialen Aussenseite eine Aussenabwinklung (24) aufweist, die einen äusseren Ringflansch (23) des Spinnrings (11) mit Abstand untergreift.

10. Ringspinnmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenabwinklung (14) und/oder die Aussenabwinklung (24) stetig in den zugeordneten Schenkelteil (13) bzw. Schenkel (20) des Läufers (12) übergeht.

11.

Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugende des Scheitelbereichs (22) des Spinnrings (11) im Wesentlichen geradlinig ist.

12. Ringspinnmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugende des Scheitelbereichs (22) gegenüber der Horizontalen zur Innenseite des Spinnrings (11) geringfügig und insbesondere um 2 bis 20 DEG , bevorzugt 5 bis 10 DEG , geneigt ist.

13. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb zwischen den Enden des Schenkelteils (13), beziehungsweise des Schenkels (20), beziehungsweise den Abwinklungen (14, 24) und dem Fuss (18) des Spinnrings (11) jeweils ein Sicherheitsspiel (17, 21) vorgesehen ist.

14.

Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Tangente (T) an die Mitte der Erzeugenden der Lauffläche (16) zur Vertikalen 5 bis 20 DEG beträgt.

15. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Tangente (T) an die Mitte der Erzeugenden der Lauffläche (16) zur Vertikalen 5 bis 10 DEG beträgt.

16.

Spinnring (11), auf dem jeweils ein im Wesentlichen umgekehrt u-förmiger, fadenführender Läufer (12) umlaufbar angeordnet ist für eine Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der radialen Innenseite des Spinnringes (11) eine ringförmige, konvex gekrümmte Lauffläche (16) für ein radial innen liegendes Schenkelteil (13) des Läufers (12) vorgesehen ist, deren Erzeugende im Mittel gegenüber der Vertikalen derart geneigt ist, dass die Lauffläche (16) sich im Mittel von unten nach oben verjüngt, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugende der Lauffläche (16) relativ zum Läufer derart gekrümmt ist und eine solche Länge auf weist, dass der Läufer (12) im Betrieb über eine Länge von mehr als 1 mm an der Lauffläche (16) anliegt, und dass der mittlere Winkel der Erzeugenden der Lauffläche (16)

zur Vertikalen und die Krümmung der Erzeugenden der Lauffläche (16) derart gering sind, dass folglich die Erzeugende relativ zur Horizontalen überall steiler als 45 DEG verläuft und dass der Winkel der Tangente (T) an die Mitte der Erzeugenden der Lauffläche (16) zur Vertikalen 5 bis 30 DEG beträgt.