DE1102018B - Doppeldraht-Zwirn- und -Aufspulspindel - Google Patents

Description

INTERNAT. KL. D 02 d

PATENTAMT

D18159VII/76C

ANMELDETAG: 2. JULI 1954

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DEK
AUSLEGE SCHRIFT:

9. MÄRZ 1961

Die Erfindung bezieht sich auf eine neue verbesserte Doppeldraht-Zwirn- und -Aufspulspindel.

Doppeldraht-Zwirn- und -Aufspulspindeln sind sowohl zum Zwirnen von Faserbändern oder bereits vorgedrehten bzw. -gezwirnten Fäden als auch zum Zusammenzwirnen von zwei oder mehr Faserbändern oder Fäden geeignet. Alle diese zu verzwirnenden Gebilde werden im folgenden der Einfachheit halber Fäden genannt.

Es ist bereits eine Doppeldraht-Zwirn- und -Aufspulspindel bekannt, bei der die zu verzwirnenden Fäden axial von außen durch eine Hohlspindel hindurch einem umlaufenden Flügel zugeführt werden, an welchem die Fäden in Fadenösen geführt sind. Von diesem ersten Flügel laufen die Fäden zu einem mit ihm synchron umlaufenden zweiten Flügel und dann radial nach innen und durch einen in dem zweiten Flügel vorgesehenen axialen Kanal, der im wesentlichen auf der Verlagerung der Spindelachse und dem Zuführungsende der Hohlspindel gegenüber angeordnet ist, zu einer im Inneren der Flügel angeordneten Aufwickelspule.

Bei einer anderen bekannten Doppeldraht-Zwirn- und -Aufspulspindel werden die Fäden durch einen auf der Verlängerung der Spindelachse angeordneten stillstehenden Fadenführer einem frei fliegenden Fadenballon zugeführt. Von diesem Fadenballon laufen die Fäden durch die öse eines umlaufenden Flügels hindurch und werden von dem Flügel aus durch eine radiale Öffnung in der Spindel und einen axialen Kanal einer im Inneren des Fadenballons angeordneten Aufwickelspule zugeleitet.

Bei Doppeldraht-Zwirnspindeln mit innenliegender Ablaufspule ist die Anwendung einer Fadenspeicherrinne bereits sehr lange bekannt. Seit dieser Zeit ist es auch bekannt, daß eine solche Fadenspeicherrinne außerordentliche Vorteile bietet, da sie einen selbsttätigen Ballonspannungsregler darstellt, welcher verhindert, daß der Fadenballon sich bei geringen Spannungen im Faden so weit aufweitet, daß es zu einer Störung und zum Fadenbruch kommt. Obwohl diese Vorteile schon seit langem bekannt waren und die Fadenaufspeicherrinne bei Doppeldraht-Zwirnspindeln mit Ablaufspule im Innern des Ballons seit dieser Zeit Eingang gefunden hat, ist eine solche Faden- 4S speicherrinne bei einer Doppeldraht-Zwirnspindel mit Aufwickelspule nicht bekanntgeworden.

Wenn bei den bekannten Doppeldraht-Zwirnspindeln mit Aufwickelspule wie bei den Doppeldraht-Zwirnspindeln mit Abwickelspule der Flügel durch eine Fadenspeicherrinne ersetzt würde, könnte diese ihre Aufgabe bezüglich der Regelung der Ballonspannung nicht erfüllen, sondern nur die Spannung erhöhen, die erforderlich ist, um den Faden vom Ballon Doppeldraht-Zwirn- und -Aufspulspindel

Anmelder:

Deering Milliken Research Corporation,
Pendieton, S. C. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,

Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Norman Edward Klein, Pendieton, S. C. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

zu der Aufwickelspule hin zu ziehen. Die Fadenspeicherrinne ist also an dieser Stelle unwirksam und damit nutzlos bzw. sogar schädlich.

Bei der Doppeldraht-Zwirn- und -Aufspulspindel nach der vorliegenden- Erfindung werden die Fäden ebenfalls axial von außen durch eine Hohlspindel hindurch einem umlaufenden Flügel zugeführt und laufen von diesem durch einen im wesentlichen auf der Verlängerung der Spindelachse und dem Zuführungsende der Hohlspindel gegenüber angeordneten Fadenführer hindurch zu einer Aufwickelspule. Das Neue besteht gemäß der Erfindung darin, daß auf dem Weg der Fäden von der Hohlspindel zum Fadenführer eine an sich bekannte, an der Hohlspindel angeordnete Fadenspeicherrinne vorgesehen ist, hinter der der Faden einen frei fliegenden Ballon bildet. Durch diese neue Anordnung werden bei einer Doppeldraht-Zwirn- und -Aufspulspindel nicht nur bei Anwendung einer Fadenspeicherrinne bekannte Vorteile einer verbesserten Regelung der Spannung in den Fäden, sondern darüber hinaus noch weitere überraschende Vorteile erhalten.

Die neue Anordnung gestattet nämlich außerdem eine ganz wesentliche Leistungssteigerung beim Verzwirnen von Fäden. Die Spannung in dem von der Lieferspule kommenden Faden ist wesentlich geringer als die Spannung im Ballon, weil sich die Spannung im Ballon infolge der Reibung in der Fadenspeicherrinne nicht zurück auf den von der Lieferspule ablaufenden Fadenstrang in vollem Ausmaß übertragen kann. Dadurch ist es möglich, einen Faden mit der neuen Zwirnspindel in einem Arbeitsgang einen wesentlich höheren Draht zu geben als mit den bekannten Doppeldraht-Zwirnspindeln mit Aufwickelspule; denn

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bei den letzteren ist die Spannung an der Siedle, wo der Faden von der Lieferspule abläuft, nicht wesentlich geringer als im Fadenballon, so daß bei ihnen die Spindel nur mit verhältnismäßig niedriger Drehzahl betriebeii werden kann. Diese niedrige Drehzahl bedingt einen verhältnismäßig kleinen Fadenballon und damit auch einen verhältnismäßig kleinen Fadenkörper auf der Aufwickelspule, während bei der neuen Anordnung bei den wesentlich höher zulässigen Spindeldrehzahlen ein großer Ballon und damit auch wesentlich größere Aufwickelspulen erhalten werden können, wodurch die Leistung der Zwirnspindel noch weiter gesteigert wird. Darüber hinaus gestattet die neue Anordnung auch die unmittelbare Verbindung mit einem Streckwerk, bei der der Faden also nicht von einer Lieferspule, sondern unmittelbar vom Streckwerk der Doppeldraht-Zwirnspindel mit Aufwickelspule zugeführt wird, was mit den bekannten Doppeldraht-Zwirnspindeln mit Aufwickelspule nicht oder nur unter Inkaufnahme sehr geringer Spindel- ao drehzahlen und kleiner Aufwickelspulen möglich ist.

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise als Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer gemäß der Erfindung ausgebildet ten Doppeldraht-Zwirn- und -Aufspulspindel;

Fig. 2 ist ein waagerechter Schnitt längs der "Linie2-2 der in Fig. 1 dargestellten Spindel;

Fig. 3 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Zwirn- und Aufspulspindel im Grundriß, und

Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht der Doppeldraht-Zwirn- und -Aufspulspindel nach Fig. 1 in einer Anordnung zum Zusammenzwirnen zweier getrennt gezwirnter einzelner Fäden.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 hervorgeht, umfaßt die neuartige Zwirnvorrichtung eine Spindel 2, die mit Hilfe eines oberen Lagers 4 und eines unteren Lagers 6 auf einer in der Spindelbank 10 angebrachten Achse 8 drehbar gelagert ist. Durch Schweißen oder auf andere Weise ist an der Spindel 2 ein Leitteller 12 mit einer Fadenspeicherrinne 16 befestigt. Die feststehende Achse 8 besitzt einen axialen Kanal 18, der mit einer Öffnung 20 in der Seitenwand der Spindel in Verbindung steht. Diese Öffnung 20 liegt im wesentlichen auf gleicher Höhe mit der Fadenspeicherrinne 16 und dem in dieser vorgesehenen Fadenführuiigsschlitz 22.

Oberhalb des Leittellers 12 trägt die Spindel 2 mittels entsprechender Lagerung einen Tragrahmen 24. Um zu verhindern, daß sich der Tragrahmen 24 mit der Spindel zusammen dreht, sind Magnete vorgesehen, und zwar ein kleiner, an dem Rahmenteil angebrachter Dauermagnet 26 und ein orfsfester Magnet 28, der durch eine Säule 30 auf der Spindelbank 10 unterstützt ist.

In den senkrechten Seitenwänden 24' des Rahmens 24 ist die Achse einer Nutentrommel 32 bekannter Ausführung gelagert. Zum Antreiben dieser Trommel 32 dient ein Riemen 34, der über eine auf der Welle eines Zahnrades 38 befestigte Riemenscheibe 36 läuft; das Zahnrad 38 wird durch ein am oberen Ende der Spindel 2 angebrachtes Ritzel 40 angetrieben. Ferner sind zwei Umlenkrollen 42 und 44 vorgesehen, um den Riemen 34 zwischen der Riemenscheibe 36 und der Trommel 32 zu führen. Die Seitenwände 24' des Rahmenteils 24 sind bei 46 V-förmig ausgeschnitten, um die Enden der Achse 48 aufzunehmen, welche einen zylindrischen Spulenkern 49 für einen Fadenkörper 50 trägt. Das Wickeln der Spule erfolgt hierbei in der üblichen Weise durch Berührung der Spulenoberfläche mit der Nutentrommel 32. In den Fig. 1 und 3 ist die Spule 50 als nahezu fertiggewickelt dargestellt, weshalb die Achse 48 oberhalb des unteren Endes des ■ Schlitzes 46 liegt.

Nahe dem oberen Ende des Rahmens 24 ist an diesem mittels Schrauben 54 ein Ring 52 befestigt, der als innere Begrenzung für den Fadenballon wirkt. Oberhalb der Spüle ist ein Scheitel-Fadenführer 56 für den Faden durch einen Arm 58 unterstützt, der in der Nähe des Magnets 26 an dem Rahmen 24 derart schwenkbar angebracht ist, daß man den Fadenführer 56 zum Herausnehmen der Spule 50 zurückschwenken kann. In nach oben sich erstreckenden Teilen 60 der Seitenwände 24' des Rahmens ist eine Fadenführungsstange 62 angebracht, über welche der Faden Y auf dem Wege von dem Fadenführer 56 zu der Nutentrommel 32 hinwegläuft.

Etwa auf halber Höhe zwischen dem Fadenführer 56 und der Basis des Rahmens 24 ist an der Säule 30 ein Ring 64 befestigt, der mit dem Faden auf seinem Weg von dem Leitteller 12 zu dem Fadenführer 56 zusammenwirkt; zusammen mit der Fadenspeicherrinne 16 gewährleistet dieser Ring die gewünschte Stabilität der Form des Fadenbaiions.

Die Arbeitsweise der eben beschriebenen Zwirnvorrichtung geht aus der bereits gegebenen Beschreibung ihrer einzelnen Teile hervor. Um den zu zwirnenden Faden in die Vorrichtung einzubringen, wickelt man den Anfang eines Fadenvorrats (nicht dargestellt) um das Ende eines Einfädlers, der als eine lange, enggewickelte Schraubenfeder kleinen Durchmessers ausgeführt ist, und schiebt den Einfädler dann durch den Kanal l8 hindurch nach oben und aus der Öffnung 20 heraus; die Wandung des Kanals 18 ist an ihrem oberen Ende gleichmäßig gekrümmt, um das Ende des Einfädlers durch die öffnung 20 nach außen zu führen. Dann führt man den Faden durch den Schlitz 22 in der Fadenspeicherrinne 16, über den Leitteller 12 hinweg, an der Innenseite des Ringes 64 vorbei, dann von oben nach unten durch den Fadenführer 56 und um die Stange 62 herum zu der Nutentrommel 32. Nunmehr löst man das Fadenende von dem Einfädler und wickelt es um den zylindrischen Spulenkern 48. Versetzt man die Spindel 2 in Drehung, z. B. dadurch, daß man einen Treibriemen 66 am Wirtel der Spindel angreifen läßt, wird dier Nutentrommel 32 ebenfalls gedreht und dadurch, daß diese an der Oberfläche der Aufwickelspule angreift, wird auch die letztere in Drehung versetzt. Das Umlaufen der Nutentrommel 32 und des Spulenkerns 49 bewirkt, daß der Faden durch den Spindelkanal hindurch, über die Unterseite des Leittellers hinweg, nach oben zu dem Fadenführer 56 und dann nach unten über die Führungsstange 62 zu der Aufwickelspule läuft; hierbei bewirkt die Drehbewegung des Leittellers, daß der Faden auf seinem Wege zu dem Fadenführer 56 einen sich um den Rahmen und die durch diesen unterstützten Teile herumbewegenden Ballon bildet, wobei die magnetische Anziehung zwischen den Polen der Magnete 26 und 28 verhindert, daß sich der Rahmen und die daran angebrachten Bauteile mit der Spindel drehen.

Die Fadenspeicherrinne 16 regelt das Verhalten des Fadenballons hinsichtlich seiner Spannung und seiner Gestalt in der nachstehend beschriebenen Weise. Nimmt man an, daß sich die Spannung des dem Ballon zugeführten Fadens erhöht hat, was auf eine oder mehrere einer Anzahl von Ursachen, z. B. auf die Reibung beim Abwickeln des Fadens von einer oder mehreren Vorratsspulen, zurückzuführen sein kann, vergrößert sich die Spannung des Fadens längs des Ballons und weiter bis zu der Aufwickelspule 49. Infolge

dieser Vergrößerung der Spannung zieht sich der
Fadenballon zusammen und bietet einen geringeren
Luftwiderstand; hierdurch wird das Kräftegleichgewicht gestört, das vorher zwischen dem Luftwiderstand bei der betreffenden Umfangsgeschwindigkeit
des Fadens und der Hebelarmwirkung des Ablaufpunktes des Fadens von der Fadenspeicherrinne gegeben war, so daß sich die Umfangsgeschwindigkeit
des Fadenballons erhöhen kann, wodurch der Grad der

rinne führen würde. Diese Vergrößerung der Umschlingung ist von einer entsprechenden Spannungssteigerung begleitet, die ihrerseits dazu führt, daß sich
der Ballon auf die gewünschte Abmessungen verkleinert. Die Fadenspeicherrinne dient somit als Regelvorrichtung, durch welche dem Ballon jeweils diejenige
Fadenmenge zugeführt wird, die erforderlich ist, um
die Gestalt des Ballons im wesentlichen unverändert
zu halten.

Wie bereits erwähnt, kann es beim Verarbeiten bestimmter Fadensorten erwünscht sein, die Größe des
Fadenballons mit Hilfe des Ringes 64 zu begrenzen,
wobei dieser Ring ebenfalls mit der Fadenspeicher-

stöckigen Gestells in schematischer Darstellung; diese Einheit umfaßt eine obere Spindelbank 76 und eine untere Spindelbank 78, wobei die Doppeldraht-Zwirnspindeln 82 mit Ablaufspule auf der unteren Spindel-5 bank 78 angeordnet sind. Jede der beiden Zwirnspindeln 82 enthält eine Ablaufspule 84, die von einem Spulenträger 86 unterstützt ist; der Spulenträger 86 ist auf der Spindel drehbar gelagert und wird durch Magnete gehindert, sich mit dieser zu drehen; Nacheilung der Fadenspeicherrinne bzw. die Länge io ferner umfassen die Zwirnspindeln 82 eine, axial oberdes auf letzterer aufgewickelten Fadenabschnitts ver- halb des Garnvorrats angeordnete Fadenbremse 88, ringert wird. Durch die Verkürzung des aufgewickel- einen unterhalb des Spulenträgers 86 an der Spindel ten Fadenabschnitts vermindert sich auch die durch 80 befestigten Leitteller bzw. Überlaufscheibe 90 mit die Auflage in der Fadenspeicherrinne bedingte Faden- einer Fadenspeicherrinne sowie einen Begrenzungsspannung, so daß der Fadenballon wieder seine nor- 15 bzw. Einschnürungsring 92 für den Fadenballon. Ein male Größe und Gestalt annehmen kann. im Scheitel des um die Abwickelspule sich bildenden

Wenn sich dagegen die Spannung des dem Ballon Fadenballons an der oberen Spindelbank 76 angebrachzugeführten Fadens verringert, zeigt der Ballon das ter Fadenführer 94 führt den Faden zu dem axialen Bestreben, sich zu vergrößern, wodurch sich ein grö- Kanal 18 der Spindel 2. Die Abwickelspule 84 und die ßerer Luftwiderstand ergeben würde, was wiederum ao Fadenbremse 88 sind vorzugsweise durch eine Haube zu einer größeren Umschlingung der Fadenspeicher- 96 aus Kunststoff od. dgl. abgedeckt. Die Aufwickeleinrichtung der zum Verzwirnen der beiden Fäden dienenden Vorrichtung braucht nicht abgedeckt zu sein, da in dem Garn zwischen dem Fadenführer 56 25 und der Nutentrommel 32 (s. Fig. 1) eine merkliche Spannung vorhanden ist, die verhindert, daß dieser Teil des Garns in die Bewegungsbahn des Ballons gelangt. Durch das Fortlassen einer Abdeckung wird das Einführen des Fadens beim Anzwirnen vereinfacht. 30 Im Vergleich zu den bisher gebräuchlichen Vorrichtungen zum Verzwirnen mehrerer Faden ermöglicht die Anordnung nach Fig. 4 eine erheblich größere Ausbringung, bezogen auf die Längeneinheit der Spindelbank. Die Vorrichtung zum Zusammenzwirnen

rinne 16 zusammenwirkt, um die Fadenspannung zu 35 läßt sich für einen Spindelabstand von etwa 200 mm regeln. Fehlt ein solcher Balloneinschnürungsring, so konstruieren; sie kann bei jedem Arbeitsgang einen kann der Ballon unter Umständen sehr groß werden, Garnkörper im Gewicht von etwa 0,775 kg aufwickeln, bevor sich so viel Faden in die Fadenspeicherrinne und sie läßt sich mit einer Drehzahl von 10 000 Umlegt, daß dem Ballonzug das Gleichgewicht gehalten drehungen in der Minute betreiben. Auf diese Weise wird. Der Ring 64 liefert zwangläufig einen den Luft- 40 wird eine Verzwirnungsgeschwindigkeit von rund widerstand ergänzenden, in gleicher Richtung wirken- 98 000 Zwirndrehungen in der Minute, bezogen auf den Widerstand, dessen Größe sich nach der Ausdeh- einen laufenden Meter der Spindelbanklänge, erzielt, nungsneigung des Fadenballons richtet. Dieser zusatz- Die erfindungsgemäße Zwirnvorrichtung zum Zu-

liche Widerstand überwindet ohne weiteres die tan- sammenzwirnen mehrerer Fäden wurde an Hand eines gentiale Reibung zwischen dem Leitteller und dem 45 Ausführungsbeispiels beschrieben. Es liegt auf der Faden und bewirkt somit für die Zwirnspindel die ge- Hand, daß gegenüber der beschriebenen Konstruktion wünschte Regelung der Form und Spannung des im Rahmen der Erfindung verschiedene Abwandlungen Fadenballons. Durch die Anordnung des Ringes 64 in vorgenommen werden können. Beispielsweise könnte Höhe des größten freien Ballondurchmessers wird man an Stelle der als Fadenführer für die Aufwickelerreicht, daß die Fadenspannung am Scheitel des BaI- 50 vorrichtung beschriebenen Nutentrommel auch andere Ions bei einer gegebenen Spindeldrehzahl erheblich bekannte hin- und hergehende Fadenführer verwenden, herabgesetzt wird, wodurch es möglich wird, Garne beispielsweise einen solchen, der durch eine Herzkurve von geringer Zugfestigkeit bei verhältnismäßig hohen betätigt wird, oder Segmentzahnräder u. dgl. Ferner Spindeldrehzahlen zu verarbeiten. könnten auch andere Mittel zum Antreiben der Auf-

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Zwirnspindel 55 wickelspule von der Spindel aus verwendet werden, gibt dem Faden bei jeder Umdrehung der Spindel zwei Wenn man einer Zwirnspindel gemäß der Erfindung

Zwirndrehungen, und zwar eine Umdrehung beim Aus- einen Faden von einer einzigen Doppeldraht-Zwirntreten des Fadens aus der Spindelöffnung 20 und eine spindel zuführt, so arbeitet die erstere mit der letzteweitere Umdrehung beim Hindurchgehen des Fadens ren als Vierdraht-Zwirnspindel zusammen. Diese Andurch den Fadenführer 56. Diese Doppeldraht-Zwirn- 60 Ordnung, die sich ebenfalls innerhalb des Rahmens der spindel eignet sich insbesondere zum Zusammenzwir- Erfindung hält, wurde nicht eigens zeichnerisch darnen mehrerer Fäden, da sie bei einer hohen Verzwir- gestellt und beschrieben, da sie sich von der Anordnungsgeschwindigkeit nur eine verhältnismäßig kleine nung nach Fig. 4 nur dadurch unterscheiden würde, Spindelteilung erfordert. daß eine der beiden Spindeln 82 zusammen mit den

Fig. 4 zeigt die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vor- 65 zugehörigen Teilen fortfällt, richtung in einer Anordnung zum Verzwirnen von
zwei Fäden, die getrennt vorgezwirnt worden sind,
und zwar mittels Zwirnvorrichtungen 82, die vorzugsweise als Doppeldraht-Zwirnspindeln mit Ablaufspule
ausgebildet sind. Fig. 4 zeigt eine Einheit eines zwei- 70

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Doppeldraht-Zwirn- und -Aufspulspindel, bei der die zu verzwirnenden Fäden axial von außen

   durch eine Hohlspindel hindurch einem umlaufenden Flügel zugeführt werden und von diesem durch einen im wesentlichen auf der Verlängerung der Spindelachse dem Zuführungsende der Hohlspindel gegenüber angeordneten Fadenführer hindurch zu einer Aufwickelspule laufen, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Weg der Fäden von der Hohlspindel (2) zum Fadenführer (56) eine an sich bekannte, an der Hohlspindel angeordnete Faden-

   speicherrinne (16) vorgesehen ist, hinter der der Faden einen frei fliegenden Ballon bildet.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr, 706 224; schweizerische Patentschrift Nr. 289 032; französische Patentschrift Nr. 1 004 815; USA.-Patentschriften Nr. 2 002 590, 2 550136, 654 210.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen