[0001] Die Erfindung betrifft eine Druckwalzeneinheit gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Die Umwandlung von Natur- und Kunstfasern zu einem Garn erfordert eine Reihe von Teilarbeitsgängen. Die letzte Arbeitsstufe wird üblicherweise als Feinspinnen bezeichnet. Dabei erhält das gesponnene Garn seine endgültige Feinheit und Festigkeit. Das Feinspinnen erfordert einen wesentlichen Anteil am Aufwand des gesamten Garnherstellungsprozesses. Dem klassischen Handspinnen mit Spinnrädern am nächsten kommt das aus dem Stand der Technik bekannte Ringspinnen. Dabei wird das gesponnene Garn auf eine rotierende Spinnspindel aufgewickelt. Für das Ringspinnen werden im Wesentlichen drei Maschinen benötigt. Vom Flyer wird aus einem Faserband ein Vorgarn erzeugt, das auch Lunte genannt wird.
Von der Ringspinnmaschine wird aus dem Vorgarn das Garn mit der nötigen Feinheit erzeugt und auf eine kleine Spule, den Kops, aufgesponnen. Die Spulmaschine setzt dann das Garn aus vielen Kopsen zusammen und erzeugt eine gebrauchsfertige Garnspule im Gewicht von einigen kg.
[0003] Auf der Ringspinnmaschine wird das Vorgarn auf die geforderte Feinheit des Fadens verzogen und die für das Spinnen des Garns notwendige Verdrillung der Fasern aufgebracht. Die Maschine ist in der Regel zweiseitig ausgeführt und besitzt auf jeder Seite eine Mehrzahl von Spindeln = Spinnstellen. Jeder Spinnstelle ist ein Streckwerk zugeordnet. Vielfach handelt es sich dabei um ein sogenanntes Drei-Zylinder-Streckwerk mit einem Vorverzugsfeld und einem Hauptverzugsfeld.
Das zugeführte Vorgarn wird im Streckwerk auf die gewünschte Feinheit verzogen und verlässt das Streckwerk an der Klemmlinie eines Ausgangswalzenpaares als ein relativ breites Faserband. Dieses Faserband wird mit Hilfe der Spinndrehung verdrillt und zum fertigen Garn zusammengedreht. Dabei bildet sich im Anschluss an die Klemmlinie des Ausgangswalzenpaars des Streckwerks ein sogenanntes Spinndreieck, in dem die vom Streckwerk gelieferten Fasern zusammengeführt und in die Garnstruktur integriert werden. Nicht alle Fasern werden im Spinndreieck aufgefangen. Randfasern können verloren gehen oder werden nur unvollständig an das gedrehte Garn angelagert. Die an den Rändern des Spinndreiecks befindlichen Fasern werden bei der Drehungserteilung wesentlich stärker angespannt als die in der Mitte des Spinndreiecks befindlichen Fasern.
Im fertigen Garn sind deshalb die an der Peripherie liegenden Fasern mehr vorgespannt als die Fasern im Garnkern. Bei entsprechend hoher Belastung des Garnes brechen dann zuerst die stärker vorgespannten Fasern am Umfang. Deshalb hat das fertig gedrehte Garn nicht die Festigkeit, die es als Summe der Einzelfestigkeiten der einzelnen Fasern aufweisen sollte. Die unkontrolliert angelagerten Fasern stehen vom gedrehten Garn ab und führen zu einer erhöhten und unerwünschten Haarigkeit des Garnes. Eine erhöhte Garnhaarigkeit ist gleichzusetzen mit einer Qualitätseinbusse.
[0004] Um das Spinndreieck und dessen nachteilige Folgen möglichst weitgehend zu vermeiden, ist bei den Streckwerken von modernen Ringspinnmaschinen die Verzugszone durch eine Verdichterzone ergänzt, in der das vom Ausgangswalzenpaar abgegebene breite Faserband so kompakt wie möglich zusammengeführt wird.
Erst das derart kompaktierte oder verdichtete Faserband wird nach dem Verlassen der Verdichterzone zum fertigen Garn zusammengedreht. Aus dem Prospekt Nr. 1646e-BBAB-15 der Fa. Rieter, Winterthur ist beispielsweise eine pneumatisch wirkende Verdichtungseinrichtung bekannt. Diese bekannte pneumatische Verdichtungseinrichtung umfasst eine perforierte Trommel, in der ein Unterdruck herrscht. Dieser Unterdruck erzeugt eine Luftströmung durch die perforierte Trommel und führt so zu der gewünschten Verdichtung des über die Trommel geführten Faserbandes. Pneumatisch wirkende Verdichter sind teuer in der Anschaffung und im Unterhalt. Die Erzeugung des für die Verdichtung benötigten Unterdrucks erfordert einen hohen Energieeinsatz. Einige der für die Verdichtung des Faserbandes erforderlichen Bauteile sind dazu einem relativ hohen Verschleiss unterworfen.
Durch pneumatische Verdichtung hergestellte Kompaktgarne sind deshalb in der Qualität zwar besser, aber in der Herstellung deutlich teurer als herkömmliche Ringspinngarne.
[0005] In der WO 03/095 723 ist eine Verdichterzone vorgeschlagen, die dem Streckwerk nachgeschaltet ist und sich zwischen einem Ausgangswalzenpaar und einem Lieferwalzenpaar erstreckt. In der Verdichterzone ist ein geometrisch-mechanisch wirkender Verdichter angeordnet, das einen Verdichtungskanal aufweist. Während des Transports durch den Verdichtungskanal des Verdichterbauteils ist das Faserband in der Verdichterzone unterstützt. Der Einsatz eines geometrisch-mechanisch wirkenden Verdichters und die Unterstützung des verzogenen Faserbands während des Transports durch den Verdichtungskanal führen zu einer sehr gleichmässigen Verdichtung.
Die resultierende Garnqualität ist gut und insbesondere mit Hinblick auf die deutlich tieferen Gestehungskosten konkurrenzfähig.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verdichterzone gemäss der WO 03/095 723 noch weiter zu verbessern. Dabei soll insbesondere auch berücksichtigt werden, dass die erfindungsgemässe Verbesserung auch bei bereits bestehenden Ringspinnmaschinen zur Anwendung kommen kann, ohne dafür aufwendige Umbauten vornehmen zu müssen. Die für die Verdichterzone erforderlichen Bauteile sollen zu einer baulichen Einheit zusammenfassbar sein und einfach im Anschluss an ein Streckwerk montierbar sein.
Dabei sollen die Herstell- und Montagekosten möglichst gering gehalten werden.
[0007] Die Lösung dieser Aufgaben besteht in einer Druckwalzeneinheit für eine Verdichterzone, welche die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist. Weiterbildungen und/oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0008] Eine Druckwalzeneinheit für eine Verdichterzone, die im Anschluss an eine Verzugszone eines Streckwerks einer Ringspinnmaschine angeordnet ist, umfasst eine Ausgangsdruckwalze und eine Lieferdruckwalze, zwischen denen ein geometrisch-mechanisch wirkender Verdichter mit einem Verdichtungskanal für ein von der Ausgangsdruckwalze geliefertes, verzogenes Faserband angeordnet ist.
Die Druckwalzen tragen vorzugsweise elastische Bezüge und wirken im montierten Zustand mit einem gemeinsamen Unterzylinder zusammen. Der Verdichter ist berührungsfrei zwischen den beiden Druckwalzen gehalten und durch einen ortsfesten Anschlag radial und axial mit geringem Spiel positioniert.
[0009] Durch die berührungsfreie Anordnung des Verdichters zwischen den Druckwalzen ist ein sehr guter Gleichlauf der Druckwalzen gewährleistet. Dieser wirkt sich unmittelbar vorteilhaft auf die Gleichmässigkeit der Verdichtung und auf die spätere Garnqualität aus. Die Festlegung des Verdichters erfolgt über einen ortsfest montierten Anschlag, der jedoch eine gewisses, geringfügiges axiales und radiales Spiel des Verdichters erlaubt, damit allfällige Ungleichmässigkeiten in der Positionierung automatisch ausgleichbar sind.
Die Druckwalzeneinheit umfasst die Ausgangsdruckwalze, die Lieferdruckwalze und den Verdichter, die zu einer baulichen Einheit zusammengefasst sind. Dabei ist der Verdichter unverlierbar zwischen den beiden Druckwalzen gehalten. Die Druckwalzeneinheit kann bei bestehenden Ringspinnmaschinen in der Regel ohne weitere Umbaumassnahmen einfach anstelle einer bereits vorhandenen Ausgangsdruckwalze am Ausgang eines Streckwerks montiert werden. Die Dimensionisierung der Druckwalzeneinheit ist dabei an die bestehenden Platzverhältnisse angepasst, sodass auch für die der Verdichterzone nachgeschalteten Anlagenkomponenten der Ringspinnmaschine keine oder nur kleinere Anpassungen erforderlich sind.
Der Aufbau und die Montage der Druckwalzeneinheit sind einfach zu bewerkstelligen, was sich vorteilhaft auf die Herstellkosten auswirkt.
[0010] Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ringspinnmaschinen sind die Ausgangsdruckwalzen von zwei benachbarten Streckwerken immer auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet. Es erweist sich daher als zweckmässig für eine einfache Nachrüstung bestehender Anlagen mit Verdichterzonen, wenn eine Druckwalzeneinheit gleichfalls jeweils paarweise auf gemeinsamen Drehachsen angeordnete Ausgangsdruckwalzen und Lieferdruckwalzen umfasst, zwischen denen jeweils ein Verdichter angeordnet ist.
Mit derartig ausgebildeten Druckwalzeneinheiten können benachbarte Streckwerke jeweils paarweise mit Verdichterzonen ausgestattet werden.
[0011] Jeder ortsfeste Anschlag für den Verdichter ist vorzugsweise mit einem Halter für die zugehörige Lieferdruckwalze verbunden. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei der Anschlag einstückig mit dem Halter ausgebildet. Der Halter für die Lieferdruckwalze kann ein Stanzteil aus Blech oder auch ein gespritztes Kunststoffteil sein.
Die paarweise auf einer gemeinsamen Drehachse angeordneten Lieferdruckwalzen einer Druckwalzeneinheit weisen mit Vorteil einen gemeinsamen Halter auf.
[0012] Aus geometrischen Überlegungen und wegen der einfacheren und gleichmässigeren Festlegung mit geringem axialem und radialem Spiel erweist es sich von Vorteil, wenn jeder ortsfeste Anschlag für einen Verdichter im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckung des Verdichterkanals angeordnet ist. Indem jeder Verdichter mit einer Aufnahmenut für den Anschlag versehen ist, ist die lagegenaue Montage der Verdichter in der Druckwalzeneinheit erleichtert.
[0013] Der Verdichtungskanal des Verdichters verjüngt sich von seinem Einlauf zu seinem Auslauf. Dadurch ist die geometrisch-mechanische Wirkungsweise des Verdichters vorgegeben.
Damit sichergestellt ist, dass das von der Ausgangsdruckwalze gelieferte, verzogene Faserbündel sicher in den Verdichtungskanal gelangt, ist der Einlauf wenigstens etwa 6 mal breiter ausgebildet als der Auslauf. Die grösste maximale Breite des Eingangs des Verdichtungskanals ist durch die räumlichen Gegebenheiten der Druckwalzeneinheit festgelegt.
[0014] Es zeigt sich, dass die Qualität des verdichteten Faserbündels und des verdrillten Garns verbessert werden kann, wenn der Verdichtungskanal am Auslauf einen kurzen Abschnitt mit parallelen Führungsflächen aufweist. Die Länge dieses Abschnitts beträgt dabei etwa 0,3 mm bis etwa 3 mm.
[0015] Je nach der Art des herzustellenden Garns kann der Verdichtungskanal des Verdichters vom Einlauf zum Auslauf hin eine unterschiedliche Führungskontur aufweisen.
Bevorzugte Führungskonturen sind dabei im Wesentlichen trompetenförmige, V-förmige oder tulpenförmige Führungskonturen, die frei sind von abrupten Übergängen und Kanten, welche die gleichmässige Verdichtung der Fasern stören könnten.
[0016] Der Verdichter, insbesondere der Verdichtungskanal, wird im Betrieb von den Fasern stark abrasiv beansprucht. Aus diesem Grund erweist es sich als zweckmässig, wenn der Verdichter aus einem verschleissfesten Material, beispielsweise faserverstärktem Kunststoff, Keramik, vorzugsweise Zirkonoxid, Kunststoff-Keramik-Gemisch, oder Metall, besteht. Zur Verringerung des Veschleisses, aber auch zur Verbesserung der gleichmässigen Verdichtung des verzogenen Faserbandes, weist jeder Verdichter mit Vorteil eine Auflagefläche für den Unterzylinder auf, die geschliffen und poliert ist.
Die Rautiefe der Auflagefläche beträgt dabei vorzugsweise weniger als 3 Microm. Die besonders glatte Auflagefläche bewirkt, dass die Rotation des Unterzylinders nicht dazu führt, dass die Verdichter vibrieren. Daraus resultiert ein sehr gleichmässiger Transport der verzogenen Fasern durch den Verdichtungskanal.
[0017] Die Druckwalzeneinheit soll auch möglichst wenig Platz einnehmen, damit bei der Nachrüstung bestehender Anlagen mit Verdichterzonen keine grösseren Umbauten der Ringspinnmaschine erforderlich sind. Den beiden Anforderungen wird dadurch Rechnung getragen, dass der Verdichter im Bereich des kleinsten Abstands zwischen den beiden die Verdichtungszone begrenzenden Druckwalzen eine Wandstärke aufweist, die kleiner als 4 mm ist. Die untere Grenze der Wandstärke ergibt sich aus der Festigkeit des Materials, aus dem der Verdichter gefertigt ist.
Dabei wird für den Verdichter aber im Allgemeinen eine Wandstärke von 0,8 mm nicht unterschritten. Damit auch bei kleinsten Wandstärken noch eine ausreichende Verformungssteifigkeit des Verdichters gewährleistet ist, kann vorgesehen sein, den Verdichter an seinen beiden Seitenflächen mit Verstärkungsstegen auszubilden. Die Anordnung der Verstärkungsstege ist dabei derart gewählt, dass sie über die elastischen Bezüge der Druckwalzen hinausragen. So bleibt eine möglichst kompakte Bauweise der Druckwalzeneinheit erhalten.
[0018] Zur Erhöhung der Flexibilität der Verdichtungszone und für die Herstellung von speziellen Garnen, kann jeder Verdichter einer Druckwalzeneinheit auch zwei Verdichtungskanäle aufweisen. Ein derartiger Verdichter bietet die Möglichkeit zur Herstellung eines Scheinzwirns, der aus zwei Garnen verdrillt wird.
Die Anordnung eines Verdichters mit zwei Verdichtungskanälen bietet auch die Möglichkeit, bei nur einem verzogenen Faserbündel den Verdichtungskanal zu wechseln. Daraus resultiert eine etwas andere Bahn des Faserbands auf der Oberfläche der Ausgangsdruckwalze und der Lieferdruckwalze. Dadurch können die elastischen Bezüge der Druckwalzen geschont bzw. besser ausgenützt werden. Damit die Druckwalzeneinheit kompatibel zu den Abmessungen und Abständen benachbarter Streckwerke bleibt, weisen die Verdichtungskanäle dabei einen Mittenabstand auf, der kleiner als 12 mm ist.
Um auch bei zwei Verdichtungskanälen einen möglichst grossen Einlauf zu erhalten, sind die beiden Verdichtungskanäle spiegelbildlich asymmetrisch ausgebildet.
[0019] Zur Erhöhung der Flexibilität der Druckwalzeneinheit weist in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung jeder Verdichter zwischen den beiden Verdichtungskanälen eine parallel zur Längserstreckung der Verdichtungskanäle verlaufende Rille auf. Die mittige Rille dient beispielsweise zur Aufnahme eines Endlosfilaments aus einem Elastomer zur Herstellung eines Stretchgarnes.
[0020] Für eine definierte Festlegung des Verdichters zwischen den beiden Druckwalzen erweist es sich von Vorteil, wenn er aus einem nicht magnetisierbaren Material besteht. Im montierten Zustand wird jeder Verdichter auf dem Unterzylinder am Ausgang der Streckwerke fixiert.
Vorzugsweise ist dazu jeder Verdichter mit einem oder mehreren Permanentmagneten ausgestattet, die im montierten Zustand der Druckwalzeneinheit mit dem Unterzylinder zusammenwirken und für einen Andruck des Verdichters gegen den Unterzylinder sorgen. Für eine möglichst gleichmässige Festlegung des Verdichters auf dem Unterzylinder sind mehrere Magnete vorgesehen, welche den bzw. die Verdichtungskanäle seitlich zwischen einander einschliessen. Die Magnete weisen vorzugsweise eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt auf. In einer Variante der Erfindung ist eine im montierten Zustand dem Unterzylinder zugekehrte Fläche der Magneten konkav ausgebildet und entspricht etwa der Umfangskontur des Unterzylinders. Dadurch ist sichergestellt, dass die Magnete optimal mit dem Unterzylinder zusammenwirken. Die Magnete sind vozugsweise liegend im Verdichter montiert.
Für eine möglichst gute Festlegung des Verdichters auf dem Unterzylinder sollen sie dabei eine radiale Magnetisierung aufweisen. Ein Variante der Erfindung sieht vor, dass eine im montierten Zustand dem Unterzylinder zugekehrte Fläche der Magneten in direktem Kontakt mit der Oberfläche des Unterzylinders steht. In einer alternativen Ausführungsvariante besteht zwischen den im montierten Zustand dem Unterzylinder zugekehrten Flächen der Magnete und dem Unterzylinder ein Abstand, der kleiner ist als 2 mm. Eine sehr einfache Montage der Magnete im Verdichter besteht darin, dass diese in entsprechende Aussparungen am Verdichter eingeklebt sind.
[0021] Ein erfindungsgemäss ausgebildetes Streckwerk einer Ringspinnmaschine ist mit einer Druckwalzeneinheit ausgebildet, die im Anschluss an eine Verzugszone angeordnet ist und sich auf einem Unterzylinder abstützt.
Der Verdichter weist eine Breite auf, die derart bemessen ist, dass er beidseits über einen strukturierten Bereich des Unterzylinders hinausragt. Der strukturierte Bereich des Unterzylinders sorgt im Zusammenwirken mit der Ausgangsdruckwalze dafür, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Unterzylinders möglichst schnell an das verzogene Faserband weitergegeben wird. Der Verdichter überragt den strukturierten Bereich des Unterzylinders seitlich und stützt sich dort ab. Dadurch wird die Reibung zwischen dem Verdichter und dem Unterzylinder reduziert und eine Vibration des Verdichters vermieden.
[0022] Die strukturierten Bereiche des Unterzylinders sind mit Vorteil als Riffelungen ausgebildet.
Derartige Riffelungen können in den Unterzylinder eingeschliffen sein oder auch in einem Kaltumformverfahren eingeprägt worden sein.
[0023] Eine weitere zweckmässige Ausführungsvariante des Streckwerks sieht in Übereinstimmung mit der Erfindung vor, dass der Unterzylinder in den Abschnitten zwischen den strukturierten Bereichen den gleichen Durchmesser aufweist wie in den strukturierten Bereichen und dass die Auflagefläche des Verdichters auf dem Unterzylinder über einen strukturierten Bereich hinausragt.
[0024] Für die Funktion Verdichtungszone und aus Platzgründen erweist es sich von Vorteil, wenn die sich auf dem Unterzylinder abstützende Ausgangsdruckwalze relativ zu einer Streckwerksebene einen Vorhang von wenigstens 3 mm auf weist.
[0025] Die Ausgangsdruckwalze der Druckwalzeneinheit ist zweckmässigerweise mit einem elastische Bezug versehen,
der einen Aussendurchmesser aufweist, der grösser ist als 23 mm. In Verbindung mit einem Aussendurchmesser der Mantelhülsen von weniger als 15 mm ergibt sich ein genügend dicker Belag, der bei Verschleiss nachgearbeitet, insbesondere geschliffen, werden kann, um Spurrillen des Faserbands zu beseitigen. Der elastische Bezug der Lieferdruckwalze weist aus dem gleichen Grund mit Vorteil einen Aussendurchmesser auf, der grösser ist als 19 mm.
[0026] Damit die elastischen Bezüge möglichst umfassend ausgenützt werden können, sind in einer weiteren Variante der Druckwalzeneinheit die elastischen Bezüge der Ausgangsdruckwalze und/oder der Lieferdruckwalze auf ihren Mantelhülsen axial aussermittig in Bezug auf den bzw. die Verdichtungskanäle des Verdichters angeordnet.
Durch die aussermittige Anordnung der Bezüge kann bei einer umgekehrten Montage der die Druckwalzen tragenden Achse die Spur des Faserbands auf dem Bezug sehr einfach geändert werden. Dadurch wird der Bezug besser ausgenützt, und die Lebensdauer der Bezüge wird erhöht. Die asymmetrische Anordnung kann auch durch eine bezüglich einer mittigen Halterung asymmetrische Montage der Druckwalzen auf der Achse erfolgen. In einer weiteren Ausführungsvariante der Druckwalzeneinheit kann vorgesehen sein, dass die elastischen Bezüge der Ausgangsdruckwalze und/oder der Lieferdruckwalze axial auf ihren Mantelhülsen verschiebbar und bezüglich ihrer jeweiligen Lage fixierbar angeordnet sind.
[0027] Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Druckwalzeneinheit sieht vor, dass die Ausgangsdruckwalze und die Lieferdruckwalze in einem gemeinsamen Halter montiert sind.
Der Halter ist vorzugsweise einstückig ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Halter aus Kunststoff können in erprobten massentechnischen Kunststoffspritzverfahren hergestellt werden. Dies verbilligt das Bauteil, spart Gewicht und bietet eine einfache Möglichkeit der integralen Anbindung weiterer Strukturbauteile. Die lagegerechte Fixierung der Achsen der Ausgangsdruckwalzen und der Lieferdruckwalzen erfolgt mit Vorteil durch federnde Fortsätze am Halter. Die Vorspannung der Druckwalzen gegen den Unterzylinder erfolgt mit Vorteil über eine Vorspannfeder. Dazu ist der Halter mit einer Feder verbunden, deren freies Ende sich gegen einen Druckarm abstützt und die Lieferdruckwalze gegen den Unterzylinder drückt.
[0028] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Streckwerks.
Es zeigen in schematischer Darstellung:
<tb>Fig. 1<sep>ein Streckwerk mit einer Verzugszone und einer Verdichterzone;
<tb>Fig. 2<sep>eine teilweise geschnittene Darstellung einer Druckwalzeneinheit im montierten Zustand;
<tb>Fig. 3<sep>einen einteilig ausgebildeten Halter für die Druckwalzen;
<tb>Fig. 4<sep>eine Darstellung des Verdichters aus Sicht eines ankommenden Faserbündels;
<tb>Fig. 5<sep>eine Schnittdarstellung des Verdichters gemäss Schnittlinie V-V in Fig. 4;
<tb>Fig. 6-Fig. 10<sep>Ausführungsvarianten der Verdichtungskanäle von Verdichtern;
<tb>Fig. 11<sep>einen auf einem Unterzylinder aufliegenden Verdichter;
<tb>Fig. 12<sep>eine Druckwalzeneinheit mit paarweise angeordneten Druckwalzen und Verdichtern auf einem Unterzylinder; und
<tb>Fig. 13<sep>eine Variante eines auf einer gemeinsamen Achse angeordnete Druckwalzenpaares mit jeweils einer Druckwalze zugeordneten Verdichtern.
[0029] Fig. 1 zeigt schematisch ein Streckwerk einer Ringspinnmaschine mit einer Verdichterzone, wie es in der WO 03/095 723 beschrieben ist. Das Streckwerk trägt gesamthaft das Bezugszeichen 1. Bei dem Streckwerk 1 handelt es sich um ein Dreizylinder-Streckwerk mit einem Vorverzugsfeld 7, das sich von einem Eingang mit einer Eingangsdruckwalze 2 und einer Eingangsunterwalze 3 bis zu einem mittleren Walzenpaar mit einer mittleren Druckwalze 4 und einer mittleren Unterwalze 5 erstreckt. Über das mittlere Walzenpaar 4, 5 sind die Doppelriemchen 6 eines Hauptverzugsfeldes 10 geführt. Das Hauptverzugsfeld 10 erstreckt sich von dem mittleren Walzenpaar 4, 5 bis zu einer Ausgangsdruckwalze 8, die sich auf einem Unterzylinder 9 abstützt.
Der Berührungsbereich der Ausgangsdruckwalze 8 mit dem Unterzylinder 9 definiert eine Ausgangsklemmlinie A. Im Anschluss an die Ausgangsdruckwalze 8 ist eine Lieferdruckwalze 18 angeordnet, die sich gleichfalls auf dem Unterzylinder 9 abstützt. Der Berührungsbereich zwischen der Lieferdruckwalze 18 und dem Unterzylinder 9 definiert eine Lieferklemmlinie B. Der Bereich zwischen der Ausgangsdruckwalze 8 und der Lieferdruckwalze 18, insbesondere zwischen der Ausgangsklemmlinie A und der Lieferklemmlinie B, bildet die mit dem Bezugszeichen 20 versehene Verdichterzone. In der Verdichterzone 20 ist ein Verdichter 11 mit einem Verdichtungskanal 12 angeordnet.
Der Verdichter 11 wirkt auf Grund seiner Bauweise geometrisch-mechanisch und verdichtet das durch den Verdichtungskanal 12 hindurchgeführte aufgeweitete Faserband F bevor es nach dem Verlassen der Verdichterzone 20 durch die Garndrehung R zu einem Garn gesponnen wird.
[0030] Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind die Ausgangsdruckwalze 8 und die Lieferdruckwalze 18 zu einer Druckwalzeneinheit 100 zusammengefasst. Gemäss der Erfindung ist der Verdichter 11 in die Druckwalzeneinheit 100 integriert und berührungsfrei zwischen den beiden Druckwalzen 8, 18 gehalten. Ein Anschlag 21 positioniert den Verdichter 11 radial und axial mit geringem Spiel. Der Anschlag 21 ist an einem gemeinsamen Halter 22 für die Lieferdruckwalze 18 und die Ausgangsdruckwalze 8 befestigt und vorzugsweise einstückig ausgebildet.
Der Anschlag 21 erstreckt sich etwa senkrecht zur Erstreckung des Verdichtungskanals 12 und greift in eine Aufnahmenut 13 ein, die am Verdichter 11 vorgesehen ist. Fig. 3 zeigt einen einstückigen Halter 22, der vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist. Der Halter 22 weist Aufnahmen 24, 25 für die Achsen 28, 29 der beiden Druckwalzen 8, 18 auf. Federnde Fortsätze 26, 27 fixieren die Achsen 28,29 der Druckwalzen 8, 18 in ihren Lagen.
[0031] Fig. 2 zeigt die Druckwalzeneinheit 100 im montierten Zustand. Das freie Ende einer am gemeinsamen Halter 22 montierten Feder 23 stützt sich dabei gegen einen Druckarm 50 des Streckwerks 1 ab und drückt die Lieferdruckwalze 18 gegen den gemeinsamen Unterzylinder 9. Das Streckwerk 1 ist in Fig. 2 dabei nur zum Teil dargestellt und durch die mittlere Druckwalze 4 und die Doppelriemchen 6 symbolisiert.
Aus der Darstellung ist ersichtlich, dass die Ausgangsdruckwalze 8 relativ zu einer Streckwerksebene einen mit dem Bezugszeichen x versehenen Vorhang aufweist. Der Vorhang x beträgt vorzugsweise wenigstens 3 mm. Der maximal einstellbare Vorhang x hängt von der Dimensionierung des Streckwerks 1 und des Unterzylinders 9 ab. Im montierten Zustand stützt sich der Verdichter 11 am Unterzylinder 9 ab.
[0032] Fig. 4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel des zwischen den Druckwalzen der Druckwalzeneinheit angeordneten Verdichters. Der Verdichter ist wiederum gesamthaft mit dem Bezugszeichen 11 versehen. Der Verdichtungskanal trägt das Bezugszeichen 12. Der mit dem Halter für die Druckwalzen verbundene ortsfeste Anschlag 21 ragt in die am Verdichter vorgesehene Aufnahmenut 13.
Der Verdichter 11 weist eine Auflagefläche 14 für den Unterzylinder 9 auf, deren Radius demjenigen des abstützenden Unterzylinders 9 weitgehend entspricht. Dadurch wird verhindert, dass Fasern zwischen die Auflagefläche 14 des Verdichters 11 und den Unterzylinder gelangen. Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften zwischen dem Verdichter 11 und dem Unterzylinder ist die Auflagefläche 14 geschliffen und/oder poliert. Ihre Rautiefe beträgt dabei mit Vorteil weniger als 3 Microm. Ein Abschnitt 16 des Verdichters 11, der sich im montierten Zustand oberhalb eines Bereichs des kleinsten Abstands zwischen der Ausgangsdruckwalze 8 und der Lieferdruckwalze 18 befindet ist erweitert ausgebildet. Dadurch wird erreicht, dass der Verdichter 11 bei Bedarf gemeinsam mit der Lieferdruckwalze 18 vom Unterzylinder 9 abhebbar ist.
In seinem schmälsten Bereich 15 weist der Verdichter 11 eine Wandstärke auf, die kleiner ist als 4 mm. An den beiden Seitenflächen des Verdichters sind Verstärkungsstege 17 vorgesehen. Im montierten Zustand ragen die Verstärkungsstege seitlich über elastische Bezüge der Druckwalzen hinaus. Der Verdichter 11 besteht aus einem verschleissfesten Material. Beispielsweise besteht der Verdichter 11 aus einem faserverstärkten Kunststoff, aus Keramik, vorzugsweise Zirkonoxid, aus einem Kunststoff-Keramik Gemisch oder aus Metall.
[0033] Die relative Fixierung des Verdichters 11 auf dem Unterzylinder erfolgt in einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung über Permanentmagnete 19. Der Verdichter 11 besteht dabei mit Vorteil aus einem nicht magnetisierbaren Material.
Die Magnete 19 wirken im montierten Zustand der Druckwalzeneinheit mit dem Unterzylinder zusammen und sorgen für einen Andruck des Verdichters 11 gegen den Unterzylinder. Gemäss dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Magnete 19 vorgesehen, die zu beiden Seiten des Verdichtungskanals 12 in Bohrungen liegend montiert, vorzugsweise eingeklebt sind. Die Magnete 19 weisen eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt auf und sind radial magnetisiert. Die dem Unterzylinder zugekehrten Flächen der Magnete 19 können in direktem Kontakt mit der Oberfläche des Unterzylinders stehen. In diesem Fall erweist es sich von Vorteil, wenn die dem Unterzylinder zugekehrten Flächen konkav ausgebildet sind und einen Krümmungsradius aufweisen, der der Umfangskontur des Unterzylinders entspricht.
Zwischen den Magneten 19 und dem Unterzylinder kann im montierten Zustand auch ein Abstand bestehen, der mit Vorteil kleiner ist als 2 mm. Der geringe Abstand erlaubt es, konventionelle Permanentmagneten mit üblichen Magnetkräften einsetzen zu können.
[0034] Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass sich der Verdichtungskanal 12 des Verdichters 11 von seinem Einlauf zu seinem Auslauf im Querschnitt verjüngt. Dabei ist der Verdichtungskanal 12 an seinem Einlauf wenigstens 6 mal so breit ausgebildet wie an seinem Auslauf. Fig. 6-Fig. 10 zeigen unterschiedliche Varianten der Führungskonturen des Verdichtungskanals 12. Allen Führungskonturen ist gemeinsam, dass der Verdichtungskanal 12 am Auslauf einen kurzen Abschnitt 121 mit parallelen Führungsflächen aufweist. Dieses Führungsstück 121 weist eine Länge auf, die mit Vorteil etwa 0,3 mm bis etwa 3,0 mm beträgt.
Die übrigen Führungskonturen können trompetenförmig (Fig. 6), V-förmig (Fig. 7) oder tulpenförmig (Fig. 8) ausgebildet sein. Für spezielle Anwendungen, beispielsweise die Herstellung von Scheinzwirnen, oder um bei Bedarf die Spur wechseln zu können, kann vorgesehen sein, dass der Verdichter 11 zwei Verdichtungskanäle 12 aufweist (Fig. 9). Dabei weisen die Verdichtungskanäle 12 einen Mittenabstand auf, der kleiner als 12 mm ist. Damit der Mittenabstand möglichst klein gehalten werden kann, sind die Verdichtungskanäle 12 spiegelbildlich asymmetrisch ausgebildet. Schliesslich kann in einer weiteren Ausführungsvariante der Verdichter zwischen zwei Verdichtungskanälen eine Längsrille 122 aufweisen (Fig. 10).
Die Längsrille 122 dient beispielsweise bei der Herstellung von Stretchgarnen zur Aufnahme eines Endlosfilaments aus einem Elastomer.
[0035] Fig. 11 zeigt einen Verdichter 11, der sich auf einem Unterzylinder 9 abstützt. Der aus Sicht des ankommenden Faserbündels dargestellte Verdichtungskanal ist wiederum mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet. Die seitlichen Verstärkungsrippen tragen das Bezugszeichen 17. Ebenfalls angedeutet sind die Aufnahmenut 13 und die liegend montierten Magnete 19. Der Verdichter 11 weist eine Breite auf, die derart bemessen ist, dass er beidseits seitlich über einen strukturierten Bereich 91 des Unterzylinders 9 hinausragt. Bei dem strukturierten Bereich 91 handelt es sich dabei um eine Riffelung. Der Unterzylinder 9 weist im strukturierten Bereich 91 den gleichen Durchmesser auf wie im unstrukturierten Bereich.
Der Verdichter 11 ist derart ausgebildet, dass er nur beidseits des strukturierten Bereichs 91 des Unterzylinders 9 aufliegt. Eine über dem strukturierten Bereich 91 befindliche Fläche des Verdichters 11 weist zum Unterzylinder 9 einen geringen Abstand von weniger als 0,05 mm auf. In einer Variante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Verdichter 11 auf dem strukturierten Bereich 91 und auf dem nicht strukturierten oder nur auf dem strukturierten Bereich 91 aufliegt.
[0036] Fig. 12 zeigt eine Druckwalzeneinheit, wie sie üblicherweise bei Streckwerken von Ringspinnmaschinen zum Einsatz kommt. Die Druckwalzeneinheit ist wiederum mit dem Bezugszeichen 100 versehen. Sie weist jeweils paarweise auf gemeinsamen Achsen 28, 29 angeordnete Ausgangsdruckwalzen 8 und Lieferdruckwalzen 18 auf.
Jeweils zwischen einer Ausgangsdruckwalze 8 und der zugehörigen Lieferdruckwalze 18 ist ein Verdichter 11 angeordnet. Die Verdichter 11 sind gegenüber den Druckwalzen 8,18 berührungsfrei gehalten und stützen sich im montierten Zustand der Druckwalzeneinheit 100 auf dem Unterzylinder 9 ab. Die Achsen 28, 29 der Druckwalzen 8,18 sind in Aufnahmen eines gemeinsamen Halters 22 gehalten. Zwei von dem gemeinsamen Halter 22 abragende Anschläge 21, die durch eine Anschlagbrücke 21a miteinander verbunden sind, ragen in die Aufnahmenuten 13 der Verdichter 11. Die am Halter 22 montierte Feder, deren freies Ende sich im montierten Zustand am Druckarm abstützt, ist mit dem Bezugszeichen 23 bezeichnet. Die Druckwalzen 8,18 tragen jeweils elastische Bezüge 30, 31. Die elastischen Bezüge der Ausgangsdruckwalze 8 weisen mit Vorteil einen Aussendurchmesser auf, der grösser ist als 23 mm.
Die elastischen Bezüge der Lieferdruckwalzen besitzen vorzugsweise einen Aussendurchmesser, der grösser ist als 19 mm. Die maximalen Aussendurchmesser der Bezüge der Druckwalzen sind durch die Dimensionierung der Streckwerke gegeben. Die Breite der elastischen Bezüge 30, 31 ist üblicherweise kleiner als die Breite der strukturierten Bereiche 91 des Unterzylinders 9.
[0037] Fig. 13 zeigt schematisch einen Teil der Druckwalzeneinheit 100. Insbesondere ist ein auf einer gemeinsamen Achse montiertes Druckwalzenpaar dargestellt. Beispielsweise handelt es sich bei dem dargestellten Druckwalzenpaar um ein Ausgangsdruckwalzenpaar 8, das auf der gemeinsamen Drehachse 28 montiert ist. Die Drehachse 28 ist in einem mittig zum Abstand d der Verdichtungskanäle 12 der Verdichter 11 angeordneten Halter 22 montiert.
Die Anordnung des Ausgangsdruckwalzenpaars 8 auf der Drehachse 28 ist dabei derart, dass die einzelnen Ausgangsdruckwalzen 8 einen verschieden grossen Abstand (y bzw. y+r) vom mittig angeordneten Halter 22 aufweisen. Der Abstandsunterschied r beträgt dabei vorzugsweise etwa 2 mm bis etwa 6 mm. Bei einer Umkehrung der Montage der Drehachse 28 nehmen daher die Faserbündel auf den elastischen Bezügen 30 der Ausgangsdruckwalzen 8 eine um den Abstandsunterschied r verschobene Spur ein.
[0038] Eine Ringspinnmaschine, die mit einer erfindungsgemässen Variante des Streckwerks ausgestattet ist, ist in der Lage, kostengünstige Kompaktgarne zu liefern, deren Qualität mit derjenigen der relativ teuren Kompaktgarne, die in den Maschinen des Standes der Technik erzeugt werden, vergleichbar ist.
Bereits bestehende Streckwerke von Ringspinnmaschinen des Stands der Technik können sehr einfach im Sinne der Erfindung umgerüstet werden. Dazu wird die erfindungsgemäss ausgebildete Druckwalzeneinheit an Stelle einer bestehenden Druckwalzeneinheit oder einer Ausgangsdruckwalze eines Streckwerks montiert. Bei der Umrüstung bestehender Streckwerke kann auch der Ersatz des Unterzylinders am Ausgang der Verzugszone gewünscht und vorgesehen sein, dass die Druckwalzeneinheit gemeinsam mit dem Unterzylinder als Set angeboten wird. Der Unterzylinder ist mit Vorteil im Bereich des Faserlaufs mit einem strukturierten Bereich, insbesondere mit einer Riffelung versehen und weist im strukturierten Bereich und in den unstrukturierten Bereichen den gleichen Durchmesser auf. Der entsprechend ausgebildete Unterzylinder kann auch als ein separates Ersatzbauteil angeboten werden.
The invention relates to a pressure roller unit according to the preamble of patent claim 1.
The conversion of natural and synthetic fibers into a yarn requires a series of partial operations. The last stage of work is commonly referred to as fine spinning. The spun yarn gets its final fineness and strength. Fine spinning requires a significant share of the effort of the entire yarn production process. The classic hand spinning with spinning wheels closest to the known from the prior art ring spinning. The spun yarn is wound onto a spinning spinning spindle. For ring spinning, essentially three machines are needed. From the flyer, a roving is produced from a sliver, which is also called a sliver.
From the roving, the yarn is produced from the roving with the necessary fineness and spun on a small spool, the cop. The winder then puts the yarn together from many cops and produces a ready-to-use yarn package weighing a few kg.
On the ring spinning machine, the roving is warped to the required fineness of the thread and applied the necessary for spinning the yarn twisting of the fibers. The machine is usually carried out on two sides and has on each side a plurality of spindles = spinning stations. Each spinning station is assigned a drafting system. This is often a so-called three-cylinder drafting system with a pre-drafting zone and a main drafting zone.
The supplied roving is warped in the drafting to the desired fineness and leaves the drafting at the nip of a pair of output rollers as a relatively wide sliver. This sliver is twisted with the help of spinning spin and twisted into the finished yarn. In this case, following the nip line of the delivery roller pair of the drafting system, a so-called spinning triangle is formed, in which the fibers delivered by the drafting system are brought together and integrated into the yarn structure. Not all fibers are caught in the spinning triangle. Edge fibers can be lost or incompletely attached to the twisted yarn. The fibers located at the edges of the spinning triangle are strained much more at the rotation pitch than the fibers located in the middle of the spinning triangle.
Therefore, in the finished yarn, the fibers lying on the periphery are more pre-stressed than the fibers in the yarn core. With a correspondingly high load on the yarn, the more prestressed fibers then first break on the circumference. Therefore, the finished twisted yarn does not have the strength that it should have as the sum of the individual strengths of the individual fibers. The uncontrolled deposited fibers are the twisted yarn and lead to increased and undesirable hairiness of the yarn. An increased yarn hairiness is synonymous with a loss of quality.
In order to avoid the spinning triangle and its adverse consequences as much as possible, the drafting zone is supplemented by a compressor zone in the drafting of modern ring spinning machines in which the output from the pair of output roller wide sliver is combined as compact as possible.
Only the thus compacted or compacted sliver is rotated together after leaving the compressor zone to the finished yarn. From the brochure no. 1646e-BBAB-15 from Rieter, Winterthur, for example, a pneumatic compression device is known. This known pneumatic compression device comprises a perforated drum in which a negative pressure prevails. This negative pressure creates an air flow through the perforated drum and thus leads to the desired compression of the sliver guided over the drum. Pneumatic compressors are expensive to buy and maintain. The generation of the negative pressure required for the compression requires a high energy input. Some of the components required for the compaction of the sliver are subject to a relatively high wear.
Compact yarns produced by pneumatic compaction are therefore better in quality, but significantly more expensive to produce than conventional ring spun yarns.
In WO 03/095 723 a compressor zone is proposed, which is connected downstream of the drafting system and extending between a pair of output rollers and a delivery roller pair. In the compressor zone, a geometrically-mechanically acting compressor is arranged, which has a compression channel. During transport through the compression channel of the compressor component, the sliver is supported in the compressor zone. The use of a geometrically-mechanically acting compressor and the support of the warped sliver during transport through the compression channel lead to a very uniform compaction.
The resulting yarn quality is good and, in particular, competitive with regard to the significantly lower production costs.
The object of the present invention is to improve a compressor zone according to WO 03/095 723 even further. It should also be taken into account in particular that the improvement according to the invention can also be used in existing ring spinning machines without having to undertake expensive conversions. The components required for the compressor zone should be able to be combined to form a structural unit and be easily mountable following a drafting system.
The manufacturing and assembly costs should be kept as low as possible.
The solution to these problems consists in a pressure roller unit for a compressor zone, which has the stated in the characterizing portion of claim 1 features. Further developments and / or advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
A pressure roller unit for a compressor zone, which is arranged following a drafting zone of a drafting system of a ring spinning machine, comprises an output pressure roller and a delivery pressure roller, between which a geometrically-mechanical compressor arranged with a compression channel for a supplied from the Ausgangsdruckwalze, warped sliver is.
The pressure rollers preferably carry elastic covers and act together in the assembled state with a common sub-cylinder. The compressor is held without contact between the two pressure rollers and positioned by a stationary stop radially and axially with little play.
Due to the non-contact arrangement of the compressor between the pressure rollers a very good synchronization of the pressure rollers is ensured. This has an immediate beneficial effect on the uniformity of the compaction and on the subsequent yarn quality. The definition of the compressor via a stationary mounted stop, but which allows a certain, slight axial and radial play of the compressor, so that any irregularities in the positioning are automatically compensated.
The printing roll unit comprises the output printing roll, the delivery printing roll and the compressor, which are combined to form a structural unit. The compressor is held captive between the two pressure rollers. The pressure roller unit can be easily mounted in existing ring spinning machines without further conversion measures instead of an existing output pressure roller at the output of a drafting system. The dimensioning of the pressure roller unit is adapted to the existing space conditions, so that no or only minor adjustments are required for the downstream of the compressor zone plant components of the ring spinning machine.
The construction and assembly of the pressure roller unit are easy to accomplish, which has an advantageous effect on the production costs.
In the ring spinning machines known from the prior art, the output pressure rollers of two adjacent drafting units are always arranged on a common axis of rotation. It therefore proves to be expedient for a simple retrofitting of existing systems with compressor zones, if a pressure roller unit likewise comprises paired pairs of output pressure rollers and delivery pressure rollers arranged on common axes of rotation, between each of which a compressor is arranged.
With pressure roller units designed in this way, adjacent drafting systems can each be equipped in pairs with compressor zones.
Each fixed stop for the compressor is preferably connected to a holder for the associated delivery pressure roller. In an advantageous embodiment, the stop is formed integrally with the holder. The holder for the delivery pressure roller may be a punched part made of sheet metal or a molded plastic part.
The pairs of delivery rollers arranged on a common axis of rotation of a pressure roller unit advantageously have a common holder.
For geometric considerations and because of the simpler and more uniform definition with low axial and radial clearance, it proves to be advantageous if each fixed stop for a compressor is arranged substantially perpendicular to the extension of the compressor duct. By providing each compressor with a receiving groove for the stop, the accurate mounting of the compressor in the pressure roller unit is facilitated.
The compression channel of the compressor tapers from its inlet to its outlet. As a result, the geometric-mechanical mode of action of the compressor is predetermined.
In order to ensure that the warped fiber bundle delivered by the outlet pressure roller reliably reaches the compression channel, the inlet is at least approximately six times wider than the outlet. The largest maximum width of the entrance of the compression channel is determined by the spatial conditions of the pressure roller unit.
It turns out that the quality of the compacted fiber bundle and the twisted yarn can be improved if the compression channel has a short section with parallel guide surfaces at the outlet. The length of this section is about 0.3 mm to about 3 mm.
Depending on the type of yarn to be produced, the compression channel of the compressor from the inlet to the outlet can have a different guide contour.
Preferred guide contours are essentially trumpet-shaped, V-shaped or tulip-shaped guide contours, which are free from abrupt transitions and edges, which could disturb the uniform compression of the fibers.
The compressor, in particular the compression channel is subjected to strong abrasive during operation of the fibers. For this reason, it proves to be expedient if the compressor of a wear-resistant material, such as fiber-reinforced plastic, ceramic, preferably zirconia, plastic-ceramic mixture, or metal exists. To reduce the Veschleisses, but also to improve the uniform compression of the warped sliver, each compressor with advantage a support surface for the lower cylinder, which is ground and polished.
The roughness of the support surface is preferably less than 3 microm. The particularly smooth bearing surface ensures that the rotation of the lower cylinder does not cause the compressors to vibrate. This results in a very uniform transport of the warped fibers through the compression channel.
The pressure roller unit should also occupy as little space as possible, so that when retrofitting existing systems with compressor zones no major modifications of the ring spinning machine are required. The two requirements are taken into account by the fact that the compressor in the range of the smallest distance between the two compression rollers delimiting the compression zone has a wall thickness which is smaller than 4 mm. The lower limit of the wall thickness results from the strength of the material from which the compressor is made.
However, the wall thickness of the compressor is generally not less than 0.8 mm. So that even with the smallest wall thicknesses a sufficient deformation stiffness of the compressor is ensured, it can be provided to form the compressor at its two side surfaces with reinforcing webs. The arrangement of the reinforcing webs is chosen such that they protrude beyond the elastic covers of the pressure rollers. Thus, the most compact possible construction of the pressure roller unit is maintained.
To increase the flexibility of the compression zone and for the production of special yarns, each compressor of a pressure roller unit can also have two compression channels. Such a compressor offers the possibility of producing a false twist, which is twisted from two yarns.
The arrangement of a compressor with two compression channels also offers the possibility to change the compression channel with only one warped fiber bundle. This results in a slightly different web of the sliver on the surface of the output pressure roller and the delivery pressure roller. As a result, the elastic covers of the pressure rollers can be spared or better utilized. So that the pressure roller unit remains compatible with the dimensions and distances of adjacent drafting units, the compression channels have a center distance of less than 12 mm.
In order to obtain the largest possible inlet even with two compression channels, the two compression channels are mirror-inverted asymmetric.
To increase the flexibility of the pressure roller unit, in a further embodiment of the invention, each compressor between the two compression channels parallel to the longitudinal extent of the compression channels extending groove. The central groove serves, for example, for receiving an endless filament made of an elastomer for producing a stretch yarn.
For a defined definition of the compressor between the two pressure rollers, it proves to be advantageous if it consists of a non-magnetizable material. In the assembled state, each compressor is fixed on the lower cylinder at the exit of the drafting units.
Preferably, each compressor is equipped with one or more permanent magnets, which cooperate in the mounted state of the pressure roller unit with the lower cylinder and provide for a pressure of the compressor against the lower cylinder. For a uniform as possible determination of the compressor on the lower cylinder a plurality of magnets are provided, which include the or the compression channels laterally between each other. The magnets preferably have a substantially cylindrical shape. In a variant of the invention, a surface of the magnets facing the lower cylinder in the mounted state is concave and approximately corresponds to the peripheral contour of the lower cylinder. This ensures that the magnets interact optimally with the lower cylinder. The magnets are preferably mounted horizontally in the compressor.
For the best possible definition of the compressor on the lower cylinder they should have a radial magnetization. A variant of the invention provides that a face of the magnets facing the lower cylinder in the mounted state is in direct contact with the surface of the lower cylinder. In an alternative embodiment, there is a distance, which is smaller than 2 mm between the surfaces of the magnets facing the lower cylinder in the mounted state and the lower cylinder. A very simple installation of the magnets in the compressor is that they are glued into corresponding recesses on the compressor.
An inventively designed drafting a ring spinning machine is formed with a pressure roller unit, which is arranged following a delay zone and is supported on a lower cylinder.
The compressor has a width which is dimensioned such that it projects beyond a structured region of the lower cylinder on both sides. The structured area of the lower cylinder, in cooperation with the output pressure roller, ensures that the peripheral speed of the lower cylinder is passed on as quickly as possible to the warped sliver. The compressor projects laterally beyond the structured area of the lower cylinder and supports itself there. This reduces the friction between the compressor and the sub-cylinder and avoids vibration of the compressor.
The structured areas of the lower cylinder are advantageously designed as corrugations.
Such corrugations may be ground into the lower cylinder or may have been embossed in a cold forming process.
A further expedient variant of the drafting system provides, in accordance with the invention, that the sub-cylinder in the sections between the structured regions has the same diameter as in the structured regions and that the bearing surface of the compressor projects beyond a structured region on the sub-cylinder ,
For the function compression zone and for reasons of space, it proves to be advantageous if the support on the lower cylinder output pressure roller has a curtain of at least 3 mm relative to a drafting plane.
The output pressure roller of the pressure roller unit is expediently provided with an elastic cover,
which has an outer diameter which is greater than 23 mm. In conjunction with an outer diameter of the jacket sleeves of less than 15 mm results in a sufficiently thick coating, which can be reworked when worn, in particular sanded, to eliminate ruts of the sliver. The elastic cover of the delivery pressure roller has for the same reason with advantage an outer diameter which is greater than 19 mm.
So that the elastic covers can be utilized as fully as possible, the elastic covers of the output pressure roller and / or the delivery pressure roller are arranged on their outer sleeves axially eccentrically with respect to the or the compression channels of the compressor in a further variant of the pressure roller unit.
Due to the off-center arrangement of the covers, the track of the sliver on the cover can be changed very easily in a reverse assembly of the axis carrying the pressure rollers. This makes better use of the cover and increases the service life of the covers. The asymmetrical arrangement can also be effected by means of a mounting of the pressure rolls on the axis asymmetrical with respect to a central holder. In a further embodiment of the pressure roller unit can be provided that the elastic covers of the output pressure roller and / or the delivery pressure roller are arranged axially displaceable on their jacket sleeves and fixed with respect to their respective position.
An advantageous embodiment of the pressure roller unit provides that the output pressure roller and the delivery pressure roller are mounted in a common holder.
The holder is preferably formed in one piece and is preferably made of plastic. Plastic holders can be produced in proven mass-plastic injection molding processes. This makes the component cheaper, saves weight and offers an easy way of integrating additional structural components. The positionally correct fixing of the axes of the output pressure rollers and the delivery pressure rollers is advantageously carried out by resilient extensions on the holder. The bias of the pressure rollers against the lower cylinder takes place with advantage over a biasing spring. For this purpose, the holder is connected to a spring whose free end is supported against a pressure arm and presses the delivery pressure roller against the lower cylinder.
Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the drafting system.
In a schematic representation:
<Tb> FIG. 1 <sep> a drafting system with a draft zone and a compressor zone;
<Tb> FIG. 2 <sep> is a partially sectional view of a printing unit in the mounted state;
<Tb> FIG. 3 <sep> a one-piece holder for the pressure rollers;
<Tb> FIG. 4 <sep> a representation of the compressor from the perspective of an incoming fiber bundle;
<Tb> FIG. 5 <sep> is a sectional view of the compressor according to section line V-V in Fig. 4;
<Tb> FIG. 6-Fig. 10 <sep> design variants of the compression channels of compressors;
<Tb> FIG. 11 <sep> a compressor resting on a sub-cylinder;
<Tb> FIG. 12 <sep> a pressure roller unit with paired pressure rollers and compressors on a lower cylinder; and
<Tb> FIG. 13 <sep> a variant of a pair of pressure rollers arranged on a common axis, each with a pressure roller associated compressors.
Fig. 1 shows schematically a drafting system of a ring spinning machine with a compressor zone, as described in WO 03/095 723. The drafting system bears the reference numeral 1. The drafting system 1 is a three-cylinder drafting system with a Vorverzugsfeld 7, which extends from an input with an input pressure roller 2 and an input lower roller 3 to a middle pair of rollers with a central pressure roller 4 and a middle lower roller 5 extends. About the middle roller pair 4, 5, the double straps 6 a main drafting zone 10 are performed. The main drafting field 10 extends from the middle roller pair 4, 5 to an output pressure roller 8, which is supported on a lower cylinder 9.
The contact area of the output pressure roller 8 with the lower cylinder 9 defines an output clamping line A. Following the output pressure roller 8, a delivery pressure roller 18 is arranged, which is likewise supported on the lower cylinder 9. The contact area between the delivery pressure roller 18 and the sub cylinder 9 defines a delivery nip line B. The area between the exit pressure roller 8 and the delivery pressure roller 18, in particular between the exit nip line A and the delivery nip line B, forms the compressor zone indicated by reference numeral 20. In the compressor zone 20, a compressor 11 is arranged with a compression channel 12.
Due to its construction, the compressor 11 acts geometrically-mechanically and compresses the expanded fiber sliver F guided through the compression channel 12 before it is spun into a yarn after leaving the compressor zone 20 by the yarn twist R.
As can be seen from FIGS. 2 and 3, the output pressure roller 8 and the delivery pressure roller 18 are combined to form a pressure roller unit 100. According to the invention, the compressor 11 is integrated into the pressure roller unit 100 and held without contact between the two pressure rollers 8, 18. A stop 21 positions the compressor 11 radially and axially with little play. The stop 21 is attached to a common holder 22 for the delivery pressure roller 18 and the output pressure roller 8 and preferably formed in one piece.
The stop 21 extends approximately perpendicular to the extension of the compression channel 12 and engages in a receiving groove 13 which is provided on the compressor 11. Fig. 3 shows a one-piece holder 22, which is preferably made of plastic. The holder 22 has receptacles 24, 25 for the axes 28, 29 of the two pressure rollers 8, 18. Springing extensions 26, 27 fix the axes 28,29 of the pressure rollers 8, 18 in their positions.
Fig. 2 shows the pressure roller unit 100 in the mounted state. The free end of a mounted on the common holder 22 spring 23 is supported against a pressure arm 50 of the drafting system 1 and presses the delivery pressure roller 18 against the common sub-cylinder 9. The drafting 1 is shown in Fig. 2 only partially and through the middle Pressure roller 4 and the Doppelriemchen 6 symbolizes.
From the illustration it can be seen that the output pressure roller 8 has a curtain provided with the reference numeral x relative to a drafting plane. The curtain x is preferably at least 3 mm. The maximum adjustable curtain x depends on the dimensioning of the drafting system 1 and the lower cylinder 9. In the assembled state, the compressor 11 is supported on the lower cylinder 9.
4 and 5 show an embodiment of the arranged between the pressure rollers of the pressure roller unit compressor. The compressor is in turn provided with the reference numeral 11 throughout. The compression channel carries the reference numeral 12. The fixed stop 21 connected to the holder for the pressure rollers protrudes into the receiving groove 13 provided on the compressor.
The compressor 11 has a bearing surface 14 for the lower cylinder 9, whose radius largely corresponds to that of the supporting lower cylinder 9. This prevents fibers from getting between the bearing surface 14 of the compressor 11 and the lower cylinder. To improve the sliding properties between the compressor 11 and the lower cylinder, the support surface 14 is ground and / or polished. Their roughness depth is advantageously less than 3 microm. A portion 16 of the compressor 11, which is located in the mounted state above a region of the smallest distance between the output pressure roller 8 and the delivery pressure roller 18 is formed extended. This ensures that the compressor 11 can be lifted together with the delivery pressure roller 18 from the lower cylinder 9 if necessary.
In its narrowest region 15, the compressor 11 has a wall thickness which is less than 4 mm. At the two side surfaces of the compressor reinforcing webs 17 are provided. In the assembled state, the reinforcing webs protrude laterally beyond elastic covers of the pressure rollers. The compressor 11 is made of a wear-resistant material. For example, the compressor 11 consists of a fiber-reinforced plastic, of ceramic, preferably zirconium oxide, of a plastic-ceramic mixture or of metal.
The relative fixing of the compressor 11 on the lower cylinder takes place in an advantageous embodiment of the invention via permanent magnets 19. The compressor 11 is advantageously made of a non-magnetizable material.
The magnets 19 cooperate in the assembled state of the pressure roller unit with the lower cylinder and ensure a pressure of the compressor 11 against the lower cylinder. According to the embodiment shown in Fig. 4, two magnets 19 are provided, which are mounted lying on both sides of the compression channel 12 in holes, preferably glued. The magnets 19 have a substantially cylindrical shape and are radially magnetized. The lower cylinder facing surfaces of the magnets 19 may be in direct contact with the surface of the lower cylinder. In this case, it proves to be advantageous if the surfaces facing the lower cylinder are concave and have a radius of curvature corresponding to the peripheral contour of the lower cylinder.
Between the magnets 19 and the lower cylinder can also exist a distance in the assembled state, which is advantageously less than 2 mm. The small distance makes it possible to use conventional permanent magnets with conventional magnetic forces.
From Fig. 4 it can be seen that the compression channel 12 of the compressor 11 tapers from its inlet to its outlet in cross section. In this case, the compression channel 12 is formed at its inlet at least 6 times as wide as at its outlet. Fig. 6-Fig. 10 show different variants of the guide contours of the compression channel 12. All guide contours is common that the compression channel 12 at the outlet has a short section 121 with parallel guide surfaces. This guide piece 121 has a length which is advantageously about 0.3 mm to about 3.0 mm.
The remaining guide contours can be trumpet-shaped (FIG. 6), V-shaped (FIG. 7) or tulip-shaped (FIG. 8). For special applications, for example the production of false twists, or to change the track if necessary, it can be provided that the compressor 11 has two compression channels 12 (FIG. 9). In this case, the compression channels 12 have a center distance which is smaller than 12 mm. Thus, the center distance can be kept as small as possible, the compression channels 12 are mirror-inverted asymmetric. Finally, in a further embodiment variant, the compressor may have a longitudinal groove 122 between two compression channels (FIG. 10).
The longitudinal groove 122 is used, for example, in the production of stretch yarns for receiving an endless filament of an elastomer.
Fig. 11 shows a compressor 11, which is supported on a lower cylinder 9. The compression channel shown from the point of view of the incoming fiber bundle is again denoted by the reference numeral 12. The lateral reinforcing ribs are denoted by the reference numeral 17. Also indicated are the receiving groove 13 and the horizontally mounted magnets 19. The compressor 11 has a width which is dimensioned such that it laterally protrudes laterally beyond a structured region 91 of the lower cylinder 9. The structured region 91 is a corrugation. The lower cylinder 9 has the same diameter in the structured region 91 as in the unstructured region.
The compressor 11 is designed such that it rests only on both sides of the structured region 91 of the lower cylinder 9. An area of the compressor 11 located above the structured area 91 has a small distance to the lower cylinder 9 of less than 0.05 mm. In a variant of the invention, it can also be provided that the compressor 11 rests on the structured region 91 and on the non-structured or only on the structured region 91.
Fig. 12 shows a pressure roller unit, as is commonly used in drafting of ring spinning machines. The pressure roller unit is again provided with the reference numeral 100. It has in each case in pairs on common axes 28, 29 arranged output pressure rollers 8 and delivery pressure rollers 18.
In each case between an output pressure roller 8 and the associated delivery pressure roller 18, a compressor 11 is arranged. The compressors 11 are held without contact relative to the pressure rollers 8,18 and are based in the assembled state of the pressure roller unit 100 on the lower cylinder 9 from. The axes 28, 29 of the pressure rollers 8, 18 are held in receptacles of a common holder 22. Two of the common holder 22 projecting stops 21, which are interconnected by a stop bridge 21a, project into the receiving grooves 13 of the compressor 11. The mounted on the holder 22 spring whose free end is supported in the mounted state on the pressure arm is denoted by the reference numeral 23 denotes. The pressure rollers 8,18 each carry elastic covers 30, 31. The elastic covers of the output pressure roller 8 advantageously have an outer diameter which is greater than 23 mm.
The elastic covers of delivery pressure rollers preferably have an outer diameter which is greater than 19 mm. The maximum outer diameter of the references of the pressure rollers are given by the dimensioning of the drafting systems. The width of the elastic covers 30, 31 is usually smaller than the width of the structured regions 91 of the lower cylinder 9.
Fig. 13 shows schematically a part of the pressure roller unit 100. In particular, a pressure roller pair mounted on a common axis is shown. By way of example, the illustrated pair of pressure rollers is an output pressure roller pair 8 which is mounted on the common axis of rotation 28. The axis of rotation 28 is mounted in a center of the distance d of the compression channels 12 of the compressor 11 arranged holder 22.
The arrangement of the output pressure roller pair 8 on the axis of rotation 28 is such that the individual output pressure rollers 8 have a different sized distance (y or y + r) from the centrally arranged holder 22. The distance difference r is preferably about 2 mm to about 6 mm. In a reversal of the assembly of the rotation axis 28, therefore, take the fiber bundles on the elastic covers 30 of the output pressure rollers 8 a by the distance difference r shifted track.
A ring spinning machine, which is equipped with a variant of the drafting system according to the invention, is able to supply cost-effective compact yarns whose quality is comparable to that of the relatively expensive compact yarns produced in the machines of the prior art.
Existing drafting systems of ring spinning machines of the prior art can be converted very easily in the sense of the invention. For this purpose, the pressure roller unit formed according to the invention is mounted in place of an existing pressure roller unit or an output pressure roller of a drafting system. When retrofitting existing drafting the replacement of the lower cylinder at the exit of the drafting zone may be desired and provided that the pressure roller unit is offered together with the lower cylinder as a set. The lower cylinder is advantageously provided in the region of the grain with a structured region, in particular with a corrugation, and has the same diameter in the structured region and in the unstructured regions. The appropriately trained lower cylinder can also be offered as a separate replacement component.