DE10159048A1

DE10159048A1 - Spinnmaschine

Info

Publication number: DE10159048A1
Application number: DE2001159048
Authority: DE
Inventors: Herbert Stadler; Giovanni Verlicchi
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-18
Also published as: ITMI20022486A1; CN1425814A; JP2003171835A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spinnmaschine, insbesondere Ringspinnmaschine mit einer Vielzahl von Spinnstellen, die jeweils ein Streckwerk (11) mit anschließender Verdichtungszone (12) aufweist, in welcher ein rotierend bewegbares Verdichtungselement, insbesondere eine Siebtrommel (13) mit pneumatischer Absaugung, angeordnet ist, an der eine Ausgangsdruckrolle (14) des Streckwerks (11) und in einem Winkelabstand davon eine als Hohlwalze ausgeführte Drehungssperrwalze (15, 15') anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinnmaschine, insbesondere Ringspinnmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Spinnmaschine ist zum Beispiel aus der DE 199 40 817.3 bekannt.

Durch eine herabgesetzte Umfangsgeschwindigkeit der Drehungssperrwalze gegenüber der Umfangsgeschwindigkeit des Verdichtungselementes, beispielsweise einer Siebtrommel, kann eine gezielte Stauchung bzw. Entspannung der Fasern insbesondere am Ende der Verdichtungszone erreicht werden, was die Kondensierung von Faserbändern, die beispielsweise aus Chemiefasern, Wolle oder Mischfasern bestehen, begünstigt.

Die Erfindung will eine weitere Spinnmaschine der eingangs genannten Art schaffen, bei der insbesondere am Ende der Verdichtungszone eine solche Stauchung des Faserbandes erzielt werden kann, dass auch in bezug auf die Kondensation problematische, lange Fasern, wie insbesondere Wollefasern, einwandfrei verarbeitet werden können. Ausserdem soll der Aufwand für die Reduzierung der Transportgeschwindigkeit des Faserbandes im Bereich der Drehungssperrwalze und davor erheblich reduziert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Gegenstand des Anspruchs 1 vorgesehen. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.

Der Erfindungsgedanke ist also im wesentlichen darin zu sehen, eine Reduktion der Umfangsgeschwindigkeit der Drehungssperrwalze auf eine einfache Weise, nämlich durch Einsatz einer bombierten Walze mit einem charakteristischen Einfederungskennwert, bevorzugt einer Hohlwalze, insbesondere mit einem Spinnfinger, herbeizuführen. Zwischen den Oberflächen der Siebtrommel und der Drehungssperrwalze entsteht dabei ein von den gewählten Bedingungen abhängiger, kontrollierter Schlupf, so dass das zwischen Verdichtungselement und Drehungssperrwalze transportierte Faserband eine mittlere Geschwindigkeit zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Siebtrommel und der Drehungssperrwalze annimmt.

Zusätzlich kann eine Kippung der Drehungssperrwalze vorzugsweise dadurch erfolgen, dass die Verkippung der Drehungssperrwalze um den Radius der Siebtrommel im Bereich der Berührungsstelle der Siebtrommel und der Drehungssperrwalze stattfindet. Hierdurch wird die Umfangsgeschwindigkeit der Drehungssperrwalze um einen Faktor reduziert, der dem Kosinus des Kippwinkels entspricht.

Dabei kann die Erzeugende der Drehungssperrwalze geradlinig oder nach innen oder aussen gekrümmt sein.

Das Material und die Abmessungen der Drehungssperrwalze sind bevorzugt so gewählt, dass die Drehungssperrwalze eine relativ weiche Oberfläche aufweist, die zur Walzenmitte hin gegenüber den Randbereichen um 1. . .3 mm überhöht ist, wobei eine Last von 10. . .50 N genügt, um die Bombierung bei Auflage auf einem Gegenelement mit geraden Mantellinien aufzuheben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Spinnstelle einer erfindungsgemässen Ringspinnmaschine, und zwar in Richtung des Pfeiles I in Fig. 2,
Fig. 1a eine abgewandelte Ausführungsform
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1, wobei vom Streckwerk nur die Siebtrommel dargestellt ist und
Fig. 3a, 3b Schnittdarstellungen bevorzugter Ausführungsarten der Sperrwalze
Nach Fig. 1 wird ein Faserband 17 zwischen das Eingangswalzen-Rollenpaar 22 eines Streckwerks 11 eingeführt, um von dort durch die Vorverzugszone 23 zu einem weiteren Walzen-Rollenpaar 24 zu gelangen, welches mit Riemchen 25 zusammenarbeitet, von deren Ausgang das Faserband in den Ausgangsspalt des Streckwerks 11 gelenkt wird, welcher zwischen einer Siebtrommel 13 und einer Ausgangsdruckrolle 14 ausgebildet ist. Zwischen dem Rollenpaar 24 und der Berührungslinie der Ausgangsdruckrolle 14 und der Siebtrommel 13 befindet sich der Hauptverzugsbereich 34. Von innen erstreckt sich über einen bestimmten Winkelbereich ein mit einer Absaugleitung 26 verbundener Saugkasten 27 entlang der Innenfläche der Siebtrommel 13. An seinem Aussenumfang weist er einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Saugspalt auf, wodurch durch die über den Saugspalt 28 laufenden Löcher 29 der Siebtrommel 13 ein Saugluftstrom am auf der Siebtrommel 13 aufliegenden Faserband 17 erzeugt wird und dieses verdichtet.
In einem Winkelabstand, beispielsweise 45°, folgt in Faserbandförderrichtung auf die Ausgangsdruckrolle 14 eine Drehungssperrwalze 15, welche ebenfalls an der Siebtrommel 13 anliegt. Zwischen der Ausgangsdruckrolle 14 und der Drehungssperrwalze 15 befindet sich eine Verdichtungszone 12. Von dem Drehungssperrspalt an der Drehungssperrwalze 15 erstreckt sich dann der gedrehte Faden 17' zu einer üblichen Ringspinnvorrichtung 30.
Nach Fig. 2 ist die Drehungssperrwalze 15 relativ zur Siebtrommel 13 um eine Kippachse 35 gekippt, welche mit dem Radius der Siebtrommel 13 an der Berührungsstelle zwischen Siebtrommel 13 und Drehungssperrwalze 15 zusammenfällt. Auf diese Weise entsteht zwischen der Drehachse 18 der Drehungssperrwalze 15 und der Drehachse 19 der Siebtrommel 13 ein Winkel α, aufgrund dessen eine Berührung zwischen Siebtrommel 13 und Drehungssperrwalze 15 nur im Bereich der Kippachse 35 erfolgt. Dieser Berührungsbereich kann vergrössert werden, wenn die Oberfläche der Drehungssperrwalze 15 weich ausgebildet und sie der Siebtrommel 13 etwas mehr genähert ist, als es einer Punktberührung entspricht.
Aufgrund des Winkels α zwischen den Drehachsen 18, 19 läuft die nicht separat angetriebene Drehungssperrwalze 15 mit einer etwas geringeren Umfangsgeschwindigkeit als die zu einer Drehbewegung angetriebene Siebtrommel 13 um. Die Umfangsgeschwindigkeit der Drehungssperrwalze 15 ist um einen Faktor reduziert, der den Kosinus des Winkels α entspricht.
Auf diese Weise wird beim Betrieb der Spinnmaschine die Drehungssperrwalze 15 mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit als die Siebtrommel 13 angetrieben, was zu einer Entspannung des Faserbandes im Bereich der Verdichtungszone 12 zwischen Siebtrommel 13 und Drehungssperrwalze 15 sowie davor führt.
Wesentlich ist, dass die Drehungssperrwalze 15 keinen eigenen Antrieb besitzt, sondern über die Oberfläche der angetriebenen Siebtrommel 13 zu der aufgrund des Winkels α reduzierten Drehbewegung angetrieben wird.
Zur Schaffung einer kreiszylindrischen Drehungssperrwalze 15 ist deren Erzeugende 36 nach Fig. 2 geradlinig ausgebildet.
Wenn jedoch zwischen der Siebtrommel 13 und der Drehungssperrwalze 15 eine längere Klemmlinie erzielt werden soll, ist die Erzeugende 36' gemäss Fig. 2 mehr oder wenig konkav gekrümmt. Der Radius der Erzeugenden ist in Abhängigkeit vom Durchmesser der Siebtrommel 13 und der Drehungssperrwalze 15 sowie dem Winkel α zwischen den Drehachsen 18, 19 zu wählen, und zwar derart, dass die Klemmlinie in der gewünschten Weise verlängert wird.
Gemäss Fig. 1a kann die Spinneinrichtung 30 als durch einen Spindelantrieb 310 angetriebene Spindel 302 mit einem Ring 304 und einem Läufer 306 ausgeführt werden. Der Spindelantrieb 310 kann ein elektrischer Antrieb sein, oder es läuft ein Riemen 312 auf einem Wirtel 310. Am Kopf der Spindel 302 sitzt ein Spinnfinger 300, unterhalb dessen ein Fadenballon 17" zum Läufer 306 verläuft. Oberhalb des Spinnfingers ist der Faden, beziehungsweise das Garn 17', zur Verdichtungseinrichtung 130 gespannt, wobei es durch einen Fadenführer 301 läuft. Die Verdichtungseinrichtung 130 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, als kreiszylindrische Siebtrommel ausgeführt sein, oder sie kann, gemäss Fig. 1a, als hohles Profil 13' mit einem Saugschlitz ein perforiertes oder luftdurchlässiges Bändchen 13 führen, welches reibschlüssig durch eine Walze, beispielsweise die Ausgangsdruckrolle 14 oder Drehungssperrwalze 15, angetrieben wird. Stromaufwärts des Faserbandes 17 befindet sich das Streckwerk 11, welches in Fig. 1 in mehreren Details dargestellt ist. Der Spinnfinger 300 bewirkt, dass die Fadenspannung, welche durch die Rotation des Fadens 17' im Bereich des Fadenballons 17" unterhalb des Spinnfingers 300 entsteht, oberhalb dieses Spinnfingers abgeschwächt ist, wodurch eine geringere Anpresskraft zwischen der Drehungssperrwalze 15 und der Verdichtungseinrichtung 130, beziehungsweise der Siebtrommel 13, ausreicht. Damit ist mehr Spielraum für die Gestaltung der Drehungssperrwalze 15 gegeben. Die Drehungssperrwalze kann, wie weiter oben beschrieben, zylindrisch, schräg gestellt zur Siebtrommel 13, beziehungsweise zum Profil 13' oder als bombierte Walze gemäss Fig. 3a und 3b ausgeführt sein, wobei die Ausführungsformen nach den Fig. 3a und 3b bevorzugt sind. Insbesondere ist es günstig, die Walze 15 als Hohlwalze auszuführen, mit einem gummielastischen Mantel 156, der auf einer Nabe 154 an den Rändern aufliegt. An den Auflagestellen A, B liegt der Mantel 156 auf eine metallische Oberfläche der Nabe 154 auf. Die Drehungssperrwalze 15 weist bevorzugt eine Achse 151 und mindestens ein Lager 152 auf, bevorzugt als Wälzlager ausgeführt. Aus Fig. 3b ist der Mantel 156 mit zur Mitte hin abnehmender Wandstärke gezeigt, zu ersehen. In Fig. 3a ist die Form des Mantels 156 im unteren Halbschnitt so dargestellt, wie der Mantel in der Berührungszone am Verdichtungselement, insbesondere der Verdichtungseinrichtung 130 oder der Siebtrommel 13, anliegt. Der Mantel 156 kann in gleichbleibender Materialdicke hergestellt werden, oder die Materialstärke nimmt von der Mitte des Mantels her zu den Rändern hin, wie in Fig. 4b dargestellt, zu.
Die schematische Darstellung in Fig. 3a der Hohlwalze 15 zeigt im oberen Teil im Halbschnitt die Kontour des Mantels im unbelasteten Zustand, wobei die radialen Abmessungen überhöht sind. Im unteren Teil von Fig. 3a ist der Mantel 156 mehr oder wenige geradlinig dargestellt, und zwar im Bereich der Auflage der Walze 15 auf dem Verdichtungselement 13. Die Wandstärke s, die Materialwahl und die Anpresskraft der Walze 15 am Verdichtungselement 13 sind so gewählt, dass die Walze 15 in den Randbereichen, beziehungsweise an den Auflagestellen A, B, am Umfang des Verdichtungselementes 13 aufliegt. Dadurch sind reproduzierbare Verhältnisse in Bezug auf den Schlupf zwischen der Walze 15 und dem Verdichtungselement 13gegeben. Der Schlupf zwischen den Elementen 13 und 15 ergibt sich im wesentlichen durch die Walkarbeit, welche aufgrund der Bombierung des Mantels 156 aufzubringen ist, da die Bombierung im Auflagebereich der Walze 15 auf dem Verdichtungselement 13 verschwindet, so dass sich eine mehr oder weniger gestreckte Lage der Mantellinien, wie in Fig. 3a im unteren Teil gezeigt, ergibt. Wenn, gemäss Fig. 2, die Walze 13 unter einem bestimmten Winkel α zum Verdichtungselement 13 angeordnet ist, wird der Schlupf zwischen der Walze 15 und dem Verdichtungselement 13, wie weiter oben beschrieben, je nach Schrägstellungswinkel um ein bestimmtes reproduzierbares Mass erhöht. Die bombierte Form der Walze 15 mit den zylindrischen Bereichen bei den Auflagestellen A und B gewährleistet, dass bei Einhaltung einer minimalen Anpresskraft der Walze 15 auf dem Verdichtungselement 13 ein konstanter Schlupf zwischen der Walze 15 und dem Verdichtungselement 13 resultiert. Wenn die Anpresskraft über das minimale Mass, bei dem die Walze 15 in den Randbereichen A und B berührend am Verdichtungselement 13 anliegt, gesteigert wird, so wirkt sich dies nur unwesentlich auf die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 15 im Vergleich zur Umfangsgeschwindigkeit des Verdichtungselements 13 aus, mit andern Worten, die Umfangsgeschwindigkeit V 1 des Verdichtungselements und die Umfangsgeschwindigkeit V 2 der Walze 15 sind unabhängig von der Anpresskraft zueinander proportional, um den gewünschten Schlupf zu gewährleisten.
Die Ausführung der Hohlwalze 15 hat sich für vergleichsweise lange Textilfasern > 50 mm in folgenden Abmessungsbereichen als günstig herausgestellt:
Die jeweils unterstrichenen Werte sind als bevorzugte Werte anzusehen.
Insbesondere zur Verarbeitung von langen, natürlichen oder künstlichen Fasern, in erster Linie für die Verarbeitung von Wolle, haben sich Walzen gemäss Fig. 4a oder 4b als vorteilhaft erwiesen.
Der Einsatz einer Hohlwalze wird in vorteilhafter Weise ergänzt durch eine Spindel 302 mit dem Spinnfinger 300, da sich mit der Hohlwalze 15 mit einem relativ dünnwandigen Mantel 156 nur vergleichsweise schwache Klemmkräfte zwischen der Walze und dem Verdichtungselement 13 erzielen lassen, und weil die Spinnspannung durch die Verwendung des Spinnfingers herabgesetzt ist, weshalb sich eine geringe Klemmwirkung bei der Walze 15 nicht nachteilig auswirkt.
Folgende Kombinationen oder Ausführungen sind erfindungsgemäss für die Verarbeitung von langen Fasern beim Verdichtungsspinnen vorteilhaft:

1. Die Ausführung der Drehungssperrwalze 15 als Hohlwalze, wobei keine weiteren Vorkehrungen, wie nachfolgend beschrieben, nötig sind.
2. Die Anordnung der Hohlwalze, wie weiter oben beschrieben, mit einer Schrägstellung zur Achse des Verdichtungselementes 13, mit einem Winkelbereich α = 4 bis 10°, bevorzugt 6 bis 8°
3. Wie 1. und/oder 2., zusätzlich mit einem Spinnfinger 300 auf der Spindel 302

Bezugszeichenliste

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306

310

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Claims

1. Spinnmaschine, insbesondere Ringspinnmaschine mit einer Vielzahl von Spinnstellen, die jeweils ein Streckwerk (11) mit anschliessender Verdichtungszone (12) aufweist, welche ein rotierend bewegbares Verdichtungselement, insbesondere eine Siebtrommel (13) mit pneumatischer Absaugung, aufweist, an der eine Drehungssperrwalze (15, 15') anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (15) als weichelastische bombierte Walze mit einer radialen Überhöhung von 1 bis 3 mm ausgeführt ist, die so gestaltet ist, dass eine Last von 10 bis 50, insbesondere 20 bis 30 N, aufzubringen ist, um den unbelastet bombierten Mantel (156) der Walze zur gleichmässigen, linearen Anlage an das Verdichtungselement (13) zu bringen.

2. Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze als Hohlwalze ausgeführt ist.

3. Spinnmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze einen Mantel (156) auf einer Nabe (154) aufweist.

4. Spinnmaschine nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (156) nur an den Enden (A, B) auf der Nabe (154) aufliegt, unter Einhaltung eines Freiraumes zwischen den Enden.

5. Spinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehungssperrwalze (15) bombiert ist.

6. Spinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Verdichtungszone (12) eine Spinneinrichtung (30) eingesetzt ist, mit einem Spinnfinger (300) auf einer Spindel (302).

7. Spinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugende (36) der Drehungssperrwalze (15) wenigstens teilweise geradlinig ist.

8. Spinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke s des Mantels (156) von den Enden A, B des Mantels her zur Mitte hin abnimmt.

9. Spinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen des Verdichtungselementes (13) und der Drehungssperrwalze (15) windschief zueinander stehen, wobei die Achse der Walze (15) in einem Winkelbereich α = 4. . .10°, bevorzugt 6. . .8° zur Achse des Verdichtungselementes, insbesondere einer Siebtrommel (13), verschwenkt ist.

10. Spinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass eine Nabe (154), auf welcher ein Mantel (156) aufliegt, in den Randbereichen (A, B) des Mantels (156) mit grösserem Durchmesser ausgeführt ist als zur Mitte des Mantels hin, im Bereich der grössten radialen Deformation des Mantels (156) bei Anpressung an das Verdichtungselement (13).

11. Spinnmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Drehungssperrwalze (15) mit folgenden Bereichen der Abmessungen: