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Die Erfindung bezieht sich auf einen Spindelaufsatz zum Spinnen mit
reduziertem Ballon auf Ringspindeln.
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Es sind bereits Spindelaufsätze zum Spinnen mit reduziertem Ballon
bzw. zum ballonlosen Spinnen bekannt, die fest mit der Spindel verbunden und in
der Verlängerung der Spindelachse gestreckt angeordnet sind. Diese eine Krone aufweisenden
Spindelaufsätze haben den Nachteil, daß der Faden den Aufsatzstab mit kleinen Abständen
umschlingt, was - begünstigt durch abstehende Fasern - zur Wikkelbildung vorzugsweise
dicht unterhalb der Krone führt. Ein weiterer Nachteil dieser Aufsätze ist, daß
zur Beseitigung der Wickel die Krone abgenommen werden muß, was nicht nur umständlich
ist, sondern bei unsachgemäßem Aufsetzen der Krone zum Abspringen derselben bei
Betrieb führen kann.
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Die bekannten, fest auf der Spindelspitze gestreckt angeordneten Aufsätze,
die ein an der Aufsatzspitze von der Spindelachse wegstrebendes Endstück besitzen,
weisen eine durch das Endstück hervorgerufene Unwucht auf. Solche Aufsätze sind
für hohe Drehzahlen der Spindel ungeeignet, da wegen der notwendigen guten dynamischen
Auswuchtung nicht mehr ohne Gegenkrümmung eines Spindelaufsatzes auszukommen ist.
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Es sind auch schon Spindelaufsätze mit reduziertem Ballon bekannt,
die von der Spindelspitze aus zweifach entgegengesetzt abgekröpft nach oben verlaufen
und zwecks Reibungsmitnahme durch die Spindelspitze drehbar auf dieser angeordnet
sind. Sie sind aber mit dem Nachteil behaftet, daß die Reibungsverhältnisse des
Lagers zwischen Spindelaufsatz und Spindel durch Abnutzung, Staub- und Flugeinwirkung
usw. ändern können.
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Diese Nachteile werden gemäß vorliegender Erfindung durch passende
Formgebungen des Spindelaufsatzes überwunden, wodurch nicht nur die Möglichkeit
eröffnet wird, eine Reibungsmitnahme auszuschalten und den Spindelaufsatz fest in
den Spindeloberteil einzubauen, sondern auch die Windungen des Fadens um den Aufsatz
mit solchem Abstand zu legen, daß eine Wickelbildung vermieden wird.
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Es wird demzufolge ein auf dem Spindeloberteil festsitzender Spindelaufsatz
zum Spinnen mit reduziertem Ballon vorgeschlagen, der als mehrfach abgebogener,
fingerförmiger Fortsatz ausgebildet ist und der ein koaxial zur Spindel verlaufendes
Fußstück, ein mittels einer Biegung an das Fußstück anschließendes in bezug auf
die Spindelachse ausgebogenes Mittelstück und ein von dem Mittelstück auf der Gegenseite
der Spindelachse nach oben wegstrebendes Endstück aufweist.
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Mit dem erfindungsgemäßen Spindelaufsatz kann durch den Spinnbedingungen
angepaßte Formen, vorzugsweise des ausgebogenen Mittelstückes, nicht nur der Fadenballon
reduziert und stabilisiert werden, sondern es kann hierdurch auch eine Steuerung
der Fadenspannung erfolgen.
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Die vorliegende Erfindung sei nachstehend an Hand von illustrierten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 und 3 bis 11 je einen
Aufriß eines Fortsatzes, F i g. 2 einen Grundriß des Fortsatzes von F i g. 1, F
i g. 12 und 13 ein Endstück des Fortsatzes und F i g. 14 einen Schnitt durch den
Spindeloberteil. In einem Spindeloberteil 1 (Durchmesser d) mit koaxial zur
Rotationsachse r, der Spindel verlaufender Bohrung 2 sitzt eingepreßt ein fingerförmiger
Fortsatz 3 (F i g. 2) mit einem Durchmesser dl. Direkt über dem Ende des Spindeloberteiles
1 besitzt dieser ein koaxiales Fußstück 4, das sich über eine kurze Zone A erstreckt,
dann folgt ein erster, unterer Bogen 5 mit einem Radius R1 über einem Anfangswinkei
a, ausgehend von welchem der Fortsatz 3 in ein nach außen und oben von der Rotationsachse
r, der Spindel sich entfernendes, gerades Stück 6 übergeht. Es folgt dann eine Gegenkrümmung
7 mit dem Radius R, um einen Winkel y derart, daß das nachfolgende gerade Stück
8 weiter oben mit der Mittellinie mg die Spindelachse r. im Punkt P,4 schneidet.
Die Zone zwischen der Fußstückzone A und PA wird als Mittelstück B bezeichnet. Auf
das gerade Stück 8
folgt auf der anderen Seite der Spindelachse r, liegend
das Endstück C, das aus einem Teil des geraden Stückes 8, einem Bogen 9 und einem
weiteren geraden Stück 10 besteht.
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Der Durchmesser dl des Fortsatzes soll so klein wie möglich gehalten
werden, um die Bildung eines Ballons zu Beginn und am Ende des Spinnens sicherzustellen
und zugleich den Ruck auf den Faden F und den Läufer (nicht gezeigt) bei jedem Abspringen
einer Schlinge minimal zu halten. Ein Kriterium zur minimalen Dimensionierung der
Dicke des Fortsatzes besteht darin, daß dieser mindestens so dick gewählt wird,
daß er - zur Vermeidung von Wickelbildung - von einzelnen Fasern nicht umsponnen
werden kann. Am einfachsten trägt man diesen Bedingungen Rechnung, wenn dl/d .(2#2
1 : 3 bis 1 : 7 gewählt wird. Unterhalb 1 :3 bildet sich kein reduzierter
Ballon mehr aus, während über 1 : 7 bereits gern Wickel entstehen. Der Radius R1
soll nicht kleiner als dl, d. h. R1 > dl, gewählt werden. Der hier von der Mittellinie
mr mit der Rotationsachse rs eingeschlossene Winkel a wird klein gehalten und beträgt
etwa 10° bis maximal a c#220°. Der an das Fußstück A anschließende Bogen mit kleinem
Radius R1 und kleinem Winkel bewirkt, daß der reduzierte Fadenballon FB, in der
übergangszone zwischen dem Fußstück A und dem Mittelstück B stabilisiert
wird, was für die Konstanthaltung der Fadenspannung von großer Bedeutung ist. Durch
den kleinen Winkel a wird ferner erreicht, daß der Faden F gezwungen wird, ausgehend
von einer Fadenöse 7', auch in der unteren Zone B' des Mittelstückes B sich in Windungen
großer Steigung und damit großem Abstand um den Fortsatz zu legen und deshalb Wickelbildung
vermieden wird. Die Fadenöse 7' ist z. B. für ein Lieferwalzenpaar eines Strekkenwerkes
(nicht gezeigt) eingezeichnet, dessen durch die Klemmlinie gelegte Klemmebene gegenüber
der Spindelachse r, geneigt angeordnet ist, was eine gegenüber der Spindelachse
rs verschobene Stellung der Fadenöse notwendig macht, um eine entsprechende Fadenführung
in bezug auf den Ballon zu gewährleisten.
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Der Radius R2 wird vorteilhaft im Bereich 2d1 bis 8 dl gewählt. Das
Mittelstück B liegt gesamthaft auf einer Seite der Spindelachse r, und bedingt eine
Unwucht.
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Die Länge L des an den Bogen 9 anschließenden geraden Stückes
10 beträgt in der Regel das 0,5- bis 2,5fache der Fortsatzdicke dl, und der
äußerste Punkt
ES desselben ist nur so weit von der Spindelachse
r, entfernt (Distanz E), daß die auf der Spindel sitzende Spulenhülse 11 noch ohne
Beeinträchtigung axial nach oben abgezogen werden kann, d. h. E < d12
(F i g. 2). Ebenso kann das Abziehen bzw. Aufstecken der Hülse 11 durch das
über den Spindelradius hinausragende Endstück C beeinträchtigt werden, wenn bei
einer vorgegebenen Länge des Endstückes C der Winkel ß so groß gewählt wird, daß
infolge eines dadurch bedingten großen Abstandes des äußersten Punktes
ES von der Spindelachse r,
die vorstehende Beziehung für die Distanz
E nicht mehr erfüllt wird.
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Das Endstück C ist gesamthaft unter dem Endwinkel ß zur Spindelachse
r, geneigt. Der Winkel ß, der im Bereich zwischen 15 bis 75° liegen kann, wird vorteilhaft
eher klein gewählt, damit die auf den Fortsatz gelegten Umschlingungen des Fadens
große Steigung aufweisen und demzufolge sich nicht zu nahe beisammen anlegen und
dadurch - begünstigt durch abstehende Fasern - Anlaß zur Wickelbildung geben. Der
Winkel ß soll immer größer als der Winkel a sein, welcher, wie schon erwähnt, zwischen
a c#2 10 bis 20° beträgt. Die Gesamtlänge des Fortsatzes (= A + B -1- C) liegt je
nach Wahl von Spindelgröße, Durchmesser dl des Fortsatzes und Winkel ß zwischen
etwa 8 bis 20 dl. Sie muß so groß gewählt werden, daß die gewünschte richtige Fadenzugentlastung
erzeugt durch die Umschlingungen des Fadens - zwischen Fortsatz und Lieferwalzenpaar
(nicht gezeigt) entsteht.
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Damit insbesondere bei Beginn des Spinnens der Faden in gewünschter
Weise vom Endstück C des Fortsatzes ausreichend erfaßt wird und auf dem Endstück
aufläuft, muß dieses genügend lang sein. Alternativ ist ein langes Endstück C bei
einem kleinen Winkel ß und ein kurzes Endstück C bei einem großen Winkel ß möglich.
Infolge der vorstehenden Forderung nach einem vorzugsweise kleinen Winkel ß ist
ein den Auflaufbedingungen entsprechendes langes Endstück C notwendig. Ein langes
Endstück C bedingt jedoch eine große Unwucht, die durch die Unwucht des Mittelstückes
B ausgeglichen wird. Die durch das Endstück C hervorgerufene Unwucht kann nun a)
durch ein stark gegenüber der Spindelachse r, ausgebogenes Mittelstück B, d. h.
durch Verlagerung des Schwerpunktes der Masse des Mittelstückes B in einem großen
Abstand von der Spindelachse r, oder b) durch ein schwach gegenüber der Spindelachse
r, ausgebogenes Mittelstück B mit einer durch seine Länge bedingten Masse ausgeglichen
werden.
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Eine große Ausbiegung des Mittelstückes B ist bevorzugt mit einem
großen Winkel a verbunden. Gemäß der Forderung nach einem kleinen Winkel x ist jedoch
nur dann eine kleine Ausbiegung im Mittelstück B möglich, wenn das Mittelstück
B lang wird. Wegen der damit verbundenen großen, die Bedingung nach einer
bestimmten Gesamtlänge übersteigenden Länge des Fortsatzes kann ein langes Mittelstück
B jedoch nicht verwendet werden. Um den vorstehenden, teilweise entgegengesetzten
Forderungen gerecht zu werden, können zwischen den beiden vorstehend beschriebenen
Grenzfällen a und b verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Spindelaufsatzes benutzt werden. So kann das gerade Zwischenstück 6 von F i g. 1
durch einen gegenüber einem ersten, unteren Bogen 12 (F i g. 3) leicht im Gegensinn
gekrümmten weiteren, unteren Bogen 13 ersetzt werden. Auch das an einen oberen Bogen
14 (F i g. 4) anschließende, nach oben zur Spindelachse zurückverlaufende
Stück kann anstatt gerade, wie in F i g. 1 und 3, auch durch einen weiteren, oberen
Bogen 15 leicht gekrümmt ausgeführt werden, falls dies aus fabrikationstechnischen
Gründen wünschbar sein sollte.
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F i g. 5 zeigt eine einfache Lösung, indem an das Fußstück
16 ein erster, über einen Winkel a sich erstreckender unterer Bogen
17 anschließt, der in einen oberen Bogen 18, der den Winkel y beschreibt,
übergeht. Das Mittelstück B besteht hier insgesamt aus den Bögen 17 und
18. Der obere Bogen setzt sich noch etwas über P1 als Endstück C fort, bis
das gerade Stück 19 mit seiner Mittellinie m, tangential an die Mittellinie
mb des Bogens 18, unter Einnahme eines Winkels ß gegenüber der Spindelachse
r, anschließt.
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In einer Variante nach F i g. 6 besteht nur insofern ein Unterschied
gegenüber derjenigen von F i g. 5, als der obere Bogen B, des Mittelstückes B aus
den Teilbögen BI, BI, und BIII zusammengesetzt ist, wobei der Bogen BI, einen erheblich
größeren Radius R2 besitzt. F i g. 7 zeigt einen zu F i g. 1 analogen Fall, wobei
allerdings ein zum geraden Endstück 20 führender weiterer, oberer Bogen
21 des Mittelstückes B
noch über das bei PA endende Mittelstück B hinausgeht
und in das von der Spindelachse hin nach oben weglaufende gerade Stück 20, das etwas
kürzer ist, hineinreicht.
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Die Ausführungsform von F i g. 8 unterscheidet sich von derjenigen
gemäß F i g. 7 dadurch, daß das gerade Stück 22 des Mittelstückes B parallel
zur Spindelachse r, verläuft. Dies trifft auch für den Fortsatz gemäß F i g. 9 zu,
bei dem zwischen den unteren, gekrümmten Bögen 23 und 24 ein gerades
Stück fehlt. Im Fortsatz nach F i g. 10 verläuft das gerade Stück 25 als
Teil des Mittelstückes B etwas nach oben außen. F i g. 11 zeigt den Oberteil eines
Fortsatzes, der zwei obere Bögen 26 und 27, ein gerades Verbindungsstück
28 und ein an den Bogen 27 sich anschließendes Fortsetzungsstück aufweist,
das sich über den Schnittpunkt P.,4 der Mittellinie m,, des Fortsetzungsstückes
der Spindelachse r, hinaus als Endstück C erstreckt. F i g. 12 zeigt ein konisches
gerades Stück 29. Ein Endstück C eines Fortsatzes gemäß F i g. 13 besitzt ein gerades
Stück 30 mit gleichem, aber gegenüber dem Durchmesser dl des Fortsatzes reduziertem
Durchmesser d_. F i g. 14 zeigt eine sehr einfache Befestigung eines Fortsatzes
(teilweise gezeigt) auf der Spindelspitze 31. In der Bohrung 32 sitzt der zylindrische
Fortsatz 34 fest unter der Spannwirkung seiner etwas von der zylindrischen Bohrung
32 abweichenden, leicht gebogenen Form des in die Bohrung eingestoßenen, unteren
Endes 35. Auf diese Weise kann der Fortsatz genügend befestigt und doch sehr leicht
ein- und ausgebaut werden.
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Die Erfindung kann - wie sich aus den vorstehenden Ausführungsbeispielen
ergibt - mancherlei Abwandlungen erfahren, wobei es jedoch entscheidend darauf ankommt,
daß der Faden so, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist, bei Vorliegen eines Ballons,
nachdem der Faden, von der Fadenöse 7' herkommend, von dem Endstück 10 ergriffen
wurde. vorzugsweise
entsprechend dem Zurückbleiben des Läufers
zum Aufwickeln auf die Spindel kurz oberhalb des Spindeloberteils 1 auf den
Durchmesser dl des Fortsatzes 3, d. h. also an der ersten unteren Biegung 5, mit
etwa einer 0,25fachen Windung aufgewickelt wird. An dem geraden Stück 6 liegt der
Fa= den mit einer halben Windung senkrecht nach oben steigend an und wird in gleicher
Weise wie im unteren Bogen 5 durch eine halbe Umschlingung in der Gegenkrümmung
7 in derselben gehalten. Alsdann umschlingt der Faden das obere gerade Stück 8 mit
11/: auseinandergezogenen Windungen bis zum oberen Bogen 9. Der Faden wird hierbei
gegen ein Aufwärts- bzw. ein Abwärtsgleiten durch die Reibung des Fadens auf dem
Fortsatz gehalten, die so lange fortschreitend auf dem Fortsatz nach oben zunimmt,
bis die Fadenspannung am Ende des Endstückes C so weit abgenommen hat, daß der Faden
am Ende .des Endstückes C vorzugsweise durch die Zentrifugalwirkung abspringt. Infolge
dieses Abspringens des Fadens liegt auf dem Fortsatz eine Windung des Fadens weniger
vor, wodurch die Reibung vermindert ist und der Faden, von der Fadenöse 7' herkommend,
auf dem Fortsatz in den gezeigten Windungen nachrücken kann.
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Die in F i g. 1 festgelegten Maß- und Winkelverhältnisse haben sich
als zweckmäßig erwiesen sowohl beim Verspinnen von Baumwollfäden als auch bei der
Verarbeitung von Wolle, sowohl für Streichgarn als auch für Kammgarn, und zwar für
die üblichen normalen Umdrehungen. Sie lassen sich aber auch für andere Fadenarten,
wie für kontinuierliche, synthetische oder halbsynthetische Fäden sowie für besonders
feine oder besonders starke Nummern verwenden, wenn man die Maß- und Winkelverhältnisse
gegenüber den in F i g. 1 dargestellten leicht abändert. Hierbei kann es auch auf
die Höhe der Fadenöse 7' ankommen, die in F i g. -1 etwa um das Maß H über dem freien
Ende des Aufsatzes 3 liegt, so daß der Winkel, den der vom Aufsatz ablaufende Faden
gegenüber der Spindelachse r, bildet, etwa 30° beträgt.