-
Die
Erfindung betrifft eine Doppeldraht-Zwirnspindel mit druckluftbetätigter Einfädelvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Bei
Doppeldraht-Zwirnspindeln wird der Faden üblicherweise von der still
stehenden Lieferspule nach oben abgezogen, in das obere Ende eines
Fadeneinlaufrohres eingeführt,
nach unten umgelenkt und durch eine Fadenbremse in den Spindelrotor
beziehungsweise in den Spindelschaft geführt, den er durch einen Fadenleitkanal
in radialer Richtung wieder verlässt.
-
Nach
dem Austritt aus dem Fadenleitkanal wird der Faden nach oben geführt und
bildet beim Zwirnen einen um die Lieferspule rotierenden Ballon. Der
Faden läuft
anschließend
durch einen Fadenführer
und wird verzwirnt auf eine Auflaufspule aufgewickelt.
-
An
modernen Doppeldraht-Zwirnmaschinen wird das Einfädeln des
Fadens mittels Druckluft und Einfädelinjektor vorgenommen. Für den Einfädelvorgang
wird dem Einfädelinjektor
Druckluft zugeführt. Die
aus dem Einfädelinjektor
ausströmende
Luft erzeugt im Fadenleitkanal einen zur Mündung des Fadenleitkanals nach
außen
gerichteten Luftstrom. Es entsteht ein Unterdruck in dem als Hohlspindel
ausgebildeten Teil des Spindelschaftes. Die angesaugte Luft zieht
den bereit gehaltenen Faden in die Einmündung am oberen Ende des Fadeneinlaufrohres
ein.
-
Der
Luftstrom befördert
den Faden durch den Fadenleitkanal nach außen. Nach Verlassen des Fadenleitkanals
kann der Faden von der Bedienungsperson manuell erfasst und für weitere
Bearbeitungsschritte von der Lieferspule abgezogen und positioniert
werden.
-
Die
DE 3012427 C2 offenbart
eine Doppeldraht-Zwirnspindel mit druckluftbetätigter Einfädelvorrichtung, bei der der
Spindelrotor einen koaxial verlaufenden Verbindungskanal aufweist,
durch den Druckluft zugeführt
wird. In der Speicherscheibe des Spindelrotors münden der den Faden von oben
zuführende
Fadenkanal und der von unten die Druckluft zuführende Verbindungskanal jeweils
nach einer Umlenkung in den Fadenleitkanal der Speicherscheibe.
Die beim Einfädelvorgang
in den Verbindungskanal eintretende Druckluft strömt durch
den Injektor und erzeugt in der Hohlspindel im oberen Teil des Spindelrotors
die zum Ansaugen des Fadens benötigte
Saugwirkung. Nach Beendigung des Einfädelvorgangs wird die Druckluftzufuhr
wieder unterbrochen.
-
Die
gattungsbildende
DE
10250423 A1 zeigt eine Doppeldraht-Zwirnspindel mit einer druckluftbetätigten Einfädelvorrichtung,
bei der der Druckluftkanal im unteren Teil des Spindelschaftes zunächst zentrisch
und vor Erreichen der Fadenspeicherscheibe als Schrägbohrung
geführt
ist. An den Druckluftkanal im Spindelschacht schließt sich
ein Luftkanal in einem Injektorelement an, der als Injektor in den
Fadenkanal mündet
und in diesem die erforderliche Luftströmung radial nach außen erzeugt.
-
Die
Herstellungskosten dieser bekannten Ausführungen sind hoch. Insbesondere
die Fertigung der Kanäle
im Spindelschaft ist aufwendig. Die Effizienz der bekannten Ausführungen
ist unzureichend niedrig. Ein Maß für die Effizienz ist dabei der
statische beziehungsweise der dynamische Unterdruck, der im Fadeneinlaufrohr
beziehungsweise im Fadenkanal in Abhängigkeit vom Druck der eingesetzten
Druckquelle erzeugbar ist. Je niedriger dabei der Druck der Druckluftquelle
zur Erzielung eines ausreichend hohen Unterdruckes zum Ansaugen
des Fadens ist, desto wirtschaftlicher beziehungsweise effizienter
ist der Einfädelvorgang
durchführbar.
Die Ausbildung der Luftführung
bei den bekannten Ausführungen
zum Fadenkanal beschränkt
die Effizienz.
-
Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine bekannte Doppeldraht-Zwirnspindel so weiter
zu bilden, dass die Menge der zugeführten Druckluft bei gleichem oder
höherem
erzeugtem Unterdruck reduziert werden kann.
-
Diese
Aufgabe wird mittels einer Doppeldraht-Zwirnspindel mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Doppeldraht-Zwirnspindel
umfasst die Druckluftzuführung ein
Verbindungselement mit gekrümmtem
Luftkanal, der die Zuführbohrung
mit dem Injektorelement verbindet, und wobei das Verbindungselement
als separates Bauteil ausgebildet und der Luftkanal den strömungstechnischen
Erfordernissen angepasst ist. Die Herstellung ist einfach und kostengünstig möglich. Die
erfindungsgemäße strömungstechnische
Ausbildung der Druckluftzuführung
steigert die Injektorwirkung. Der Druck der Druckluftquelle kann
im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen abgesenkt werden, ohne dass
der zum Ansaugen des Fadens erzeugte Unterdruck absinkt. Alternativ
erhöht
sich der Unterdruck bei gleichem Druck der Druckluftquelle, so dass
die Ansaugwirkung des Fadens erhöht
wird.
-
Vorteilhafte
Ausbildungen des Verbindungselementes gemäß einem der Ansprüche 2 bis
7 tragen zur besonders strömungsgünstigen
Zuführung der
Druckluft zum Injektorelement bei und erhöhen die Wirkung des Injektorelementes.
-
In
einem Luftkanal, der an seinem Eingang einen größeren Querschnitt als an seinem
Ausgang aufweist, wird die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft erhöht.
Dadurch wird der Injektorstrahl, der von der in den Fadenleitkanal
austretenden Luft gebildet wird, verstärkt.
-
Der
Spindelschaft und der Fadenleitring weisen vorzugsweise Ausnehmungen
auf, in die das Verbindungselement einsetzbar ist. Die Winkelposition
des Fadenleitrings auf dem Spindelschaft ist durch das eingesetzte
Verbindungselement justierbar und fixierbar. Ist der Fadenleitring
mit seiner Ausnehmung über
das Verbindungselement geschoben worden, fluchten der Fadenleitkanal
und der Ausgang des Injektorelementes zueinander. Ein Verdrehen
von Spindelschaft und Fadenleitring zueinander ist im montierten
Zustand nicht möglich,
da das eingesetzte Verbindungselement als Verdrehsicherung wirkt.
-
Ein
Verbindungselement, das aus zwei fest miteinander verbundenen Bauteilen
besteht, die spiegelbildlich zueinander ausgebildet sind, ist einfach
und im Vergleich mit einem einstückig
gefertigten Verbindungselement weniger aufwendig herstellbar.
-
Besteht
das Verbindungselement aus glasfaserverstärktem Kunststoff, lässt es sich
kostengünstig
herstellen, hat nur wenig Gewicht und ist haltbar.
-
Ein
Dichtungsring jeweils zwischen dem Verbindungselement und dem Spindelschaft
sowie zwischen dem Verbindungselement und dem Injektorelement stellt
eine preiswerte und funktionssichere Abdichtung der Druckluftzuführung dar.
-
Die
Ausbildung des Verbindungselementes als separates Bauteil erlaubt
ein leichtes Herstellen und Anpassen des Luftkanals an die strömungstechnischen
Erfordernisse. Dies trägt
dazu bei, eine erfindungsgemäße Doppeldraht-Zwirnspindel
kostengünstig
herstellen zu können.
Die Wirtschaftlichkeit beim Einfädelvorgang
wird durch geringen Druckluftverbrauch, der aufgrund der erhöhten Injektorwirkung
möglich
ist, verbessert.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist anhand der Figuren erläutert.
-
Es
zeigt:
-
1 eine
Teildarstellung einer Doppeldraht-Zwirnspindel mit druckluftbetätigter Einfädelvorrichtung
im Axialschnitt,
-
2 eine
perspektivische Ansicht eines demontierten Verbindungselementes
mit Dichtungsringen sowie eines Injektorelementes mit Umlenkstück,
-
3 eine
perspektivische Ansicht einer Hälfte
eines geteilten Verbindungselementes.
-
In
der 1 ist eine Doppeldraht-Zwirnspindel mit einer
Spindellagerung 1 dargestellt. Der einstückig ausgebildete
Spindelschaft 2 ist mittels einer Kugellagerung 3 drehbar
im Lagergehäuse 4 gelagert.
Das Lagergehäuse 4 ist
an der Spindelbank 5 befestigt. Der Spindelschaft 2 trägt einen
Antriebswirtel 6, einen Fadenleitring 7 und einen
Spulentopf 8 mit Spulenträgerboden 9 und Hohlnabe 10.
Die Hohlnabe 10 ist mittels Kugellager 11, 12 auf
dem Spindelschaft 2 gelagert und weist ein koaxiales Fadenrohr 13 auf.
Das Fadenrohr 13 mündet
in die obere Hohlachse 14 des Spindelschaftes 2 ein.
Der Spindelschaft 2 ist um die senkrecht verlaufende Rotationsachse 15 drehbar.
Quer zur Rotationsachse 15 verläuft eine durch den Spindelschaft 2 durchgehende
Ausnehmung mit ovalem Querschnitt. In die Ausnehmung ist ein Injektorelement 16 aus
Kunststoff eingesetzt. Es kann als Spritzteil kostengünstig und passgenau,
den strömungstechnischen
Erfordernissen entsprechend, hergestellt werden. Der Fadenkanal 17 des
Injektorelementes 16 verbindet die obere Hohlachse 14 des
Spindelschaftes 2 mit dem Fadenleitkanal 18 des
Fadenleitringes 7. Im Fadenkanal 17 wird sowohl
die Luftströmung
beim Einfädeln
als auch der Faden umgelenkt. Der Faden läuft dabei über ein Umlenkelement 19 aus
Keramik. Der horizontal und damit rechtwinklig zur Rotationsachse 15 des
Spindelschaftes 2 verlaufende Fadenleitkanal 18 des
Fadenleitringes 7 weist an seinem äußeren Ende einen Fadenführer 29 aus
Keramik auf. Der Fadenleitring 7 trägt den Drehteller 28.
Der Spulenträgerboden 9 ist
relativ zum Spindelschaft 2 drehbar und wird bei rotierendem
Spindelschaft 2 in seiner Position zum Lagergehäuse 4 beziehungsweise
zur Spindelbank 5 durch Magnetkraft von Dauermagneten 41, 42 mit
Rückschlüssen gehalten.
-
Das
Injektorelement
16 ist temporär an eine Druckluftquelle
20 anschließbar. Der
Luftstrom in der Druckluftleitung
21 kann mittels einer
Absperreinrichtung
22 unterbrochen werden. Die Rohrmündung
23 der
von der Druckluftquelle
20 zum Spindelschaft
2 führenden
Druckluftleitung
21 ist stationär unterhalb des Spindelschaftes
2 angeordnet.
Eine derartige stationär
angeordnete Druckluftzuführung
zum Spindelschaft
2 ist beispielsweise in der
DE 3012427 C2 ausführlich beschrieben.
Die Druckluftleitung
21 endet in geringem Abstand von der
Zuführbohrung
24 des
Spindelschaftes
2. Bei dieser Ausbildung kann auf Dichtungen
zwischen der Rohrmündung
23 und dem
Spindelschaft
2 verzichtet werden. Druckluftverluste werden
weitgehend vermieden. Die Druckluft wird dem Spindelschaft
2 zunächst in
der koaxial zur Rotationsachse
15 verlaufenden Zuführbohrung
24 geführt. Die
Zuführbohrung
24 mündet in
eine Querbohrung
25. Die Querbohrung
25 ist über den
Luftkanal
26 des Verbindungselementes
27 mit dem
Injektorelement
16 verbunden. Der Luftkanal
26 verläuft halbkreisförmig. Die
Mittellinie
37 des Luftkanals
26 und die Rotationsachse
15 des
Spindelschaftes
2 liegen in einer Ebene. Der Halbkreis,
den die Mittellinie
37 bildet, weist einen Radius zwischen
3 mm und 6 mm auf.
-
2 zeigt
das Verbindungselement 27 und das Injektorelement 16 in
unmontiertem Zustand. Der Luftkanal 26 verläuft weitgehend
halbkreisförmig.
Die Umlenkung im Verbindungselement 27 beträgt 180°. Der Luftkanal 26 hat
einen kreisförmigen
Querschnitt und weist an seinem Eingang einen größeren Querschnitt auf als an
seinem Ausgang, das in montiertem Zustand am Injektorelement 16 anliegt.
Dementsprechend ist der Luftkanaldurchmesser DE am
Eingang des Luftkanals 26 größer als der Luftkanaldurchmesser
DA am Ausgang des Luftkanals 26.
Sowohl am Eingang als auch am Ausgang des Luftkanals 26 ist das
Verbindungselement 27 zur Aufnahme von Dichtungsringen 30, 31 ausgebildet.
In eingebautem Zustand des Verbindungselementes 27 werden
die Dichtungsringe 30, 31 zusammengepresst und
führen
zu einer sicheren Abdichtung zwischen dem Verbindungselement 27 und
dem Spindelschaft 2 sowie zwischen dem Verbindungselement 27 und
dem Injektorelement 16. Das Injektorelement 16 umfasst eine
Injektorbohrung 32, die in den Fadenkanal 17 mündet und
die auf den Fadenleitkanal 18 gerichtet ist. Die Injektorbohrung 32 und
der Fadenleitkanal 18 sind fluchtend angeordnet. Der Durchmesser
der Injektorbohrung 32 ist deutlich kleiner als der Durchmesser
des Fadenkanals 17. Dadurch entsteht eine Stufe 40,
wie in 1 gezeigt. Die aus der Injektorbohrung 32 als
Injektorstrahl austretende Luft kann frei in Richtung Fadenleitkanal 18 strömen. Die
gerade verlaufende Injektorbohrung 32 weist einen gleichbleibenden
Durchmesser auf. Eine derartige Injektorbohrung 32 mit
einer Länge
zwischen 5 mm und 6 mm ermöglicht
eine Vergleichmäßigung des
Injektorstrahls.
-
Die
Fadenkanalmündung 33 ist
der Kreisform des Querschnittes des Spindelschaftes 2 angepasst
und mündet
direkt in den Fadenleitkanal 18 ein. Das Umlenkelement 19,
das der Reibung durch den laufenden Faden ausgesetzt ist, wird in
das Injektorelement 16 eingedrückt und von den federnden Haltelaschen 34, 35 gehalten.
Das Umlenkelement 19 bildet in eingebautem Zustand die
obere Wandung des Fadenkanals 17, wie in 1 dargestellt.
Während
das Injektorelement 16 aus Kunststoff hergestellt ist,
besteht das Umlenkelement aus hochverschleißfester Keramik.
-
3 zeigt
eine Verbindungselementhälfte 36.
Das Innere des Luftkanals 26 sowie die Ausnehmungen 38, 39,
in die die Dichtungsringe 30, 31 eingelegt werden,
sind in der Darstellung der 1 gut erkennbar.
Die Mittellinie 37 des Luftkanals 26 verläuft am Eingang
des Luftkanals 26 gradlinig, anschließend halbkreisförmig und
am Ausgang des Luftkanals 26 wieder geradlinig. Ebenfalls
in dieser Darstellung gut erkennbar ist, dass der Luftkanaldurchmesser
DE am Eingang des Luftkanals 26 deutlich
größer ist
als der Luftkanaldurchmesser DA am Ausgang
des Luftkanals 26.
-
Die
dargestellte Verbindungselementhälfte 36 und
eine spiegelbildlich ausgeführte
zweite nicht gezeigte Verbindungselementhälfte werden so zum Verbindungselement 27 zusammengefügt, dass
sich der Luftkanal 26 mit kreisförmigem Querschnitt bildet,
Bestehen die Verbindungselementhälfte 36 und die
zweite Verbindungselementhälfte
aus Kunststoff, kann das Verbindungselement 27 aus den
beiden Bauteilen zum Beispiel mittels Ultraschallverschweißung hergestellt
werden. Auf diese Weise sind einfache Formen für den Spritzgussprozess verwendbar und
die Herstellung wird kostengünstiger.
-
Zum
Einfädeln
wird der Faden zum Beispiel manuell von der still stehenden Lieferspule
nach oben abgezogen und vor dem Fadeneinlaufrohr bereit gehalten.
Die Absperreinrichtung 22 wird geöffnet und die Druckluft strömt von der
Druckluftquelle 20 durch die Druckluftleitung 21,
die Zuführbohrung 24 und
die Querbohrung 25 in das Verbindungselement 27 und
von dort weiter durch die Injektorbohrung 32 in den Fadenkanal 17.
Die aus der Injektorbohrung 32 eingeblasene Luft erzeugt
eine Luftströmung
zum Ausgang des Fadenleitkanals 18 hin und einen Unterdruck
im Fadenrohr 13, der sich zum Beispiel bis zur Einmündung des
Fadeneinlaufrohres fortpflanzt. Das bereit gehaltene Ende des Fadens
wird vom Unterdruck in das Fadeneinlaufrohr und das Fadenrohr 13 gesaugt,
am Umlenkelement 19 umgelenkt und weiter von der Luftströmung durch
den Fadenleitkanal 18 gefördert. Am Fadenführer 29 tritt
der Faden mit der dort ausströmenden
Luft aus und kann anschließend
von der Bedienungsperson manuell erfasst werden. Nach dem Einfädelvorgang
wird die Absperreinrichtung 22 aktiviert und die Verbindung zwischen
Druckluftquelle 20 und Injektorbohrung 32 wieder
unterbrochen.
-
Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung
der Doppeldraht-Zwirnspindel
lässt sich
der Luftdruck der Druckluftquelle
20 im Vergleich zu einer
bekannten Ausbildung, wie sie die
DE 10250423 A1 zeigt, beispielsweise von
3 bar auf 1,7 bar reduzieren, ohne dass der Unterdruck, mit dem
der Faden angesaugt wird, geringer wird. Damit lässt sich der Luftverbrauch
beim Einfädelvorgang
um 60 bis 70% senken. Der geringere Luftverbrauch führt zu einer
erhöhten Wirtschaftlichkeit
der erfindungsgemäßen Doppeldraht-Zwirnspindel.