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Spinn- oder Zwirnring Die Erfindung betrifft einen Spinn- oder Zwirnring
mit einer inneren, an einem Flansch vorgesehenen Stirnseite, die in einem die Achse
des Ringes enthaltenden Schnitt betrachtet konkav gewölbt ist und an der sich eine
Laufbahn für den Läufer befindet.
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Es sind bereits Spinn- oder Zwirnringe - im folgenden Spinnringe genannt
- bekannt, an deren innerer Stirnseite sich jeweils eine Ringlaufbahn für den durch
das zu spinnende Garn mitgeschleppten Läufer befindet. Beim Baumwollspinnen ist
üblicherweise die Ringlaufbahn konvex ausgebildet. Der Läufer selbst hat meist eine
C-förmige Gestalt und umfaßt dabei den ganzen Flansch des Spinnringes. Ein derartiger
Läufer hat unter dem Einfluß des Fadenzuges keine stabile Lauflage, sondern schwingt
vielmehr derart, daß sich nie eine ausgeprägt flächenhafte Berührung zwischen Läufer
und der Ringlaufbahn ergeben kann, vielmehr stets nur annähernd linienförmige Laufbahnen
vorhanden sind. Durch die sich so ergebende sehr kleine Berührungsfläche zwischen
Läufer und Spinnring ist die Ableitung der Reibungswärme ungünstig, so daß der Läufer
leicht überhöhte Temperaturen annimmt, wodurch der auf der Ringlaufbahn vorhandene
Schmierfilm zerstört wird und eine Trockenreibung mit allen ungünstigen Bedingungen
einsetzt.
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Beim Kammgarnspinnen und Zwirnen werden auch Spinnringe verwendet,
die eine innere zylindrische Ringlaufbahn aufweisen. Die Läuferlaufflächen sind
entsprechend ausgebildet. Da auch bei derartigen Spinnringen der Läufer schwingt,
findet ebenfalls nur eine linienhafte Berührung zwischen Läufer und Spinnring statt.
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Um die Wirkung des Fadenzuges auf den Läufer zu vermindern, ist es
ferner bekanntgeworden, die Ringlaufbahn des Spinnringes konisch zu gestalten, und
der Läufer ist dann entsprechend ausgebildet. Auch diese Form der Ringlaufbahn des
Läufers verhindert jedoch ein Schwingen des Läufers nicht, und wenn ein solches
Schwingen eintritt, liegt der Läufer wie bei den übrigen bekannten Ausführungsformen
linienförmig am Spinnring an, so daß auch hier die vorerwähnten Nachteile auftreten.
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Bei einem bekannten Spinnring dieser Art ist die Ringlaufbahn durch
einen ringförmigen, konkav gewölbten Ringabschnitt unterbrochen. Über diesen Ringabschnitt
wird der Ringlaufbahn Schmiermittel zugeführt. Um die Schmiermittelzufuhr nicht
zu stören, berührt der Läufer diesen konkaven Ringabschnitt nicht, vielmehr überbrückt
er ihn mit einem geraden Mittelstegstück. Damit ist auch bei diesem Ring nur eine
sehr kleine Berührungsfläche zwischen Läufer und Ring mit den beschriebenen Nachteilen
vorhanden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine größere Berührungsfläche
zwischen Läufer und Spinnring zu schaffen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
die konkave Wölbung die Laufbahn bildet und die Lauffläche des Läufers im wesentlichen
dieser Form angepaßt ist. Damit ist eine Lauffläche geschaffen worden, die auch
bei den an sich nicht ganz vermeidbaren Schwingungen des Läufers relativ groß bleibt,
da die Berührung zwischen einer äußeren konvexen Fläche - in diesem Fall der Lauffläche
des Läufers - und einer Gleitbahn - in diesem Fall der Ringlaufbahn - wenn diese
im Gegensatz zu den bekannten Flächen nicht konvex oder eben ist, stets auf einer
größeren Teilfläche stattfindet, so daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung auch
bei extremen Schwingungen stets eine in bezug auf die bekannten Anordnungen relativ
große flächenhafte Berührung auftritt. Damit ergeben sich bei der erfindungsgemäßen
Anordnung sowohl in mechanischer als auch in thermischer Hinsicht günstigere Laufflächen,
durch die eine höhere Läufergeschwindigkeit möglich ist und der Läufer eine größere
Lebensdauer hat.
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Die Laufbahn des Ringes kann beispielsweise ein Ringabschnitt einer
Kugeloberfläche sein, und in diesem Fall ist die Anpassung an die Lauffläche des
Läufers eine optimale. Bevorzugt wird diese Form der Laufbahn bei ölgeschmierten
Spinnringen angewendet, da hier eine gute Ableitung der Reibungswärme besonders
wichtig ist, um die Schmierfähigkeit der Schmiermittel zu erhalten.
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Da das Garn stets einen gewissen Zug auf den Läufer ausübt und so
die Lage des Läufers zu verändern
sucht, ist es zweckmäßig, wenn
der Kugelmittelpunkt der Kugeloberfläche der Laufbahn unterhalb der Mittelebene
der Laufbahn liegt. Um den Halt des Läufers in bezug auf den Zug des Garnes zu verbessern,
kann es in manchen Fällen zweckmäßig sein, die konkave Laufbahn so auszubilden,
daß ihr Krümmungsradius kleiner als der Innenradius der gesamten Laufbahn ist. Auch
hier können die Mittelpunkte der zu den Krümmungsradien gehörenden Kreise unterhalb
der Mittelebene der Laufbahn angeordnet sein.
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Die Lauffläche des Läufers kann auch kleiner als die Höhe der Laufbahn
des Ringes sein, und es kann hierdurch gegebenenfalls die Stabilität und die Lageveränderung
während der Schwingungen verbessert werden. Dadurch kann auch die Lauffläche auf
ein für den Lauf besonders günstiges Maß reduziert werden. Einem ähnlichen Zweck
können eine oder mehrere ring- oder schraubenförmige Nuten dienen, die am Umfang
der Laufbahn angebracht sind und gegebenenfalls gleichzeitig der Zuführung von Schmiermitteln
dienen.
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Um dem Läufer einen guten Halt sowohl in Ruhelage als auch während
des Laufes zu geben, ist es zweckmäßig, wenn er U-förmig ausgebildet ist. Dabei
kann der Läufer mit den Enden seiner Schenkel in an sich bekannter Weise über Ringschultern
des Flansches des Spinnringes greifen. Die konkave Wölbung der Ringlaufbahn bewirkt
an sich eine gewisse Selbststabilisierung des Läufers in axialer Richtung des Ringes,
so daß der Läufer trotz des auf ihn einwirkenden Fadenzuges in vielen Fällen keine
besondere Abstützung an den Ringschultern benötigt.
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Da jedoch der Läufer im allgemeinen während der unvermeidlichen Schwingungen
gegen diese Schulter anschlagen kann und dadurch in seiner Laufbewegung gehemmt
wird, ist es zweckmäßig, wenn diese Schultern aus einem Material mit möglichst niedrigem
Reibungskoeffizienten bestehen. Wenn der Spinnring ein solches Material nicht aufweist,
kann dies beispielsweise dadurch geschehen, daß an der Ober- und/oder Unterseite
seines Flansches Einsatzringe eingesetzt werden, die aus verschleißfesten, einen
niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisenden Kunststoffen, beispielsweise Teflon,
bestehen. Diese Ringe können auch bei den bekannten Konstruktionen von Spinnringen
und Läufern in manchen Fällen mit Vorteil verwendet werden.
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Ringförmige, verschleißfeste Einsatzstücke an der Innenseite von Spinnringen
anzuordnen, ist an sich bekannt.
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Der Läufer selbst kann aus einem geeigneten, einen kleinen Reibungskoeffizienten
aufweisenden Material bestehen, wobei der ganze Läufer als integrales Stück ausgebildet
ist. Bei den erfindungsgemäßen Läufern ergibt sich jedoch eine gute Wärmeabführung
und damit eine niedrige Temperatur des Läufers, und damit können für den Läufer
auch solche an sich günstigen Materialien verwendet werden, die einen verhältnismäßig
niedrigen Schmelzpunkt wie beispielsweise Nylon oder Teflon aufweisen.
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Anstatt den Läufer insgesamt aus einem bestimmten Material herzustellen,
ist es auch möglich, ein besonderes, die Lauffläche aufweisendes Laufstück starr
im Steg des Läufers einzusetzen. Solche Laufstucke in Läufern sind an sich bekannt.
Es ist auch bekannt, die Lauffläche eines Läufers ganz oder teilweise aus Kunststoff
auszubilden. Im Zusammenhang mit einem Spinnring nach der vorliegenden Erfindung
hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, ein im Steg des Läufers eingesetztes
Laufstück aus Kunststoff, vorzugsweise aus Teflon, auszubilden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Spinnanordnung, wobei die
Ringbank, der Spinnring und der Läufer geschnitten sind, F i g. 2 einen Teilschnitt
gemäß F i g. 1 in größerem Maßstab als diese.
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F i g. 3 eine Draufsicht gemäß F i g. 2, F i g. 4 eine Variante des
Spinnringes, F i g. 5 eine weitere Ausführungsform des Läufers. In F i g. 1 ist
eine Spinnspindel mit 10 bezeichnet, die durch an sich bekannte, nicht dargestellte
Mittel angetrieben wird. Auf dieser Spindel befindet sich ein Garnkörper 11, der
im Abstand von einem als Ganzes mit 12 bezeichneten Spinnring umgeben ist, der seinerseits
an einer Ringbank 13 befestigt ist. Auf dem Spinnring ist ferner ein als Ganzes
mit 14
bezeichneter Läufer angeordnet. Die Einzelheiten des Spinnringes werden
an Hand der F i g. 2 und 3 des näheren beschrieben.
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Der Spinnring 12 weist einen Ringkörper 20 und einen
Ringflansch 21 auf. Diese beiden Teile können aus einem einheitlichen Material bestehen
und als ganzes Stück gefertigt sein.
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Der Ringflansch 21 weist eine Laufbahn 24 auf, die als Ringabschnitt
einer Kugeloberfläche ausgebildet ist. Der Mittelpunkt M, dieser Kugel ist dabei
zwar im Zentrum des Spinnringes auf der Achse b-b, jedoch unterhalb der Mittelebene
c-c der Laufbahn 24 angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel hat dieser Abstand
die Größe a, und der Mittelpunkt M1 liegt auf der unteren Kante 25 der Laufbahn,
doch ist diese Anordnung keineswegs notwendig.
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Auf der Ober- und Unterseite des Ringflansches 21 ist je ein
Einsatzring 28 bzw. 29 in eine entsprechende Ringnut eingesetzt. Diese
Einsatzringe bestehen zweckmäßig aus einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten
und hoher Verschleißfestigkeit, wobei noch eine verhältnismäßig große Elastizität
günstig sein kann. Auf den Zweck dieser Einsatzringe wird weiter unten eingegangen.
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Der bereits erwähnte, als Ganzes mit 14 bezeichnete Läufer,
weist eine im wesentlichen U-förmige Gestalt mit einem mittleren Steg 30 und zwei
Schenkeln 31 und 32 auf. Der Steg 30 weist in seiner Mitte ein Laufstück 33 auf,
das der Form der Laufbahn des Ringes angepaßt ist. Die Höhe dieses Laufstückes ist
in dem Ausführungsbeispiel kleiner als die Höhe der Laufbahn.
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Die beiden Schenkel 31 und 32 weisen je eine Nase 34 und 35
auf, die die beiden vorerwähnten Einsatzringe 28 und 29 übergreifen, und die freien
Enden der beiden Schenkel öffnen sich nach außen.
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Beim Umlaufen des Läufers auf der Laufbahn des Ringes wird dieser
durch den Fadenzug gewissen Schwingungen unterworfen und bewegt sich dann auf der
Laufbahn hin und her. Dabei verändert sich die gesamte Lage des Läufers relativ
zum Ringflansch, und in der gezeichneten Darstellung liegt der Läufer während dieser
Bewegung gegen den Einsatzring 28 an, und um die hierdurch entstehenden Nachteile
herabzusetzen, sind diese Einsatzringe aus dem obenerwähnten Material hergestellt.
Anstatt
zwei Einsatzringe anzubringen, kann auch nur ein einziger oberer oder unterer Einsatzring
vorgesehen sein. Dabei kann die Schräge der Laufbahn mit Vorteil derart sein, daß
der Läufer entsprechend seiner Form ständig gegen die Laufbahn und einen Einsatzring
federnd angepreßt ist.
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In F i g. 4 ist eine Variante der Ringlaufbahn eingezeichnet. Hier
hat der als Ganzes mit 40 bezeichnete Spinnring einen Ringkörper 41 und einen Ringflansch
42, der eine Laufbahn 43 aufweist, in der eine Ringnut 44 vorgesehen ist. Im Gegensatz
zu der Laufbahn 24 weist die Laufbahn 43 eine verhältnismäßig starke Konkavität
auf, die dadurch entstanden ist, daß der Radius r der Krümmung wesentlich kleiner
als der mittlere Radius R der Laufbahn ist. Im vorliegenden Fall ist das Verhältnis
1:4, doch ist dieses keinesfalls notwendig.
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Bei dieser Variante liegt der Mittelpunkt M., der Laufbahn auf der
Mittelebene, doch kann auch bei dieser Variante ohne weiteres eine Versetzung des
Mittelpunktes M, nach unten vorgenommen werden.
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In F i g. 5 ist eine weitere Ausführungsform des Läufers dargestellt,
der als Ganzes mit 50 bezeichnet ist. Der Läufer weist einen Steg 51 und zwei Schenkel
52 und 53 auf, die im wesentlichen gleich wie die Schenkel des Läufers 14 sein können.
Im Steg 51 ist ein Laufstück 53 eingesetzt, das eine Laufftäche 54 besitzt. Das
Laufstück kann aus einem geeigneten Gleitmaterial, wie beispielsweise Teflon oder
Stahl, bestehen, während der übrige Teil des Läufers aus beliebigem Material hergestellt
sein kann. Um eine gute Verbindung zwischen Laufstück und Steg zu erzielen, kann
es zweckmäßig sein, wenn das Laufstück eingegossen ist, und diese Konstruktion kann
dann besonders einfach hergestellt werden, wenn der übrige Teil des Läufers aus
gießbarem oder spritzbarem Kunststoff besteht.
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Zwar zeigen die in der Zeichnung dargestellten Läufer eine vorteilhafte
Ausführungsform, doch ist die Gestalt der Schenkel für die Wirkungsweise des Läufers
keineswegs kritisch, und es können hierfür ohne weiteres auch andere, zum Teil bekannte
Formen verwendet werden. Zweckmäßig ist es jedoch dabei, wenn die Läuferform symmetrisch
zur Mittelebene c-c der Laufbahn ist, weil hier durch das Schwingen eine besonders
günstige Anlage des Läufers an die Laufbahn erzielt wird.
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Die Lage der Einsatzringe ist so gewählt, daß die Läufer bei den auftretenden
Schwingungen mit einem Teilstück der Schenkel auf diese Einsatzringe auftreffen,
das in der Nähe des Schwerpunktes liegt. Um diese Eigenschaften noch zu verbessern,
können diese Einsatzringe in größerer Nähe an der Laufbahn bzw. an deren äußeren
Kanten angeordnet sein.