DE1760350A1 - Magnetische Falschdrallspindel - Google Patents

Description

PATENTANWXLTI

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG ' /DUwOU

-6. η

TELEFON: 395314 2000 HAMBURG 50, ' ^Jl

TELEGRAMME: KARPATENT KDNiGSTRASSE 28

W. 13 612/68 12/I¹I

Ateliers Roannais de Constructions Textiles, Eoanne (Frankreich)

Magnetische Palschdrallspindel

E3 ist bereits eine Vorrichtung mit magnetischer Spindel und Drehschale bekannt, bei welcher ein Falschdrallrohr gegen zwei innere ,Abstützringe gehalten und axial sowie seitlich mittels eines äußeren ortsfesten Magneten zentriert ist.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß bei Verluste ^ in der Intensität des Magnetfeldes und Erhitzungen auftreten, und zwar insbesondere deswegen, weil die Schale dieser Vorrichtung wenigstens teilweise aus Kunstharz hergestellt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen der gleichen Art, bei denen jedoch das Magnetfeld sich frei auswirken kann, ohne die Wand der Schale (die auch als Kapsel bezeichnet wird) durchqueren zu müssen.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung umgibt

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die Sohale den Aufbau des Permanentmagneten, dessen eine Abstützung am unteren Ende der Schale in einem ringförmigen Hohlraum gelagert und dessen andere .Abettttssung etwas über dem R_and der Schale angeordnet «ein kann·

Eine Spindel gemäß der Erfindung ermöglicht außerordentlich hohe drehgeschwindigkeiten des Drehorgans. Indessen ist ihre Ausführung in gewisser Hinsicht kompliziert, insbesondere soweit es den Permanentmagneten betrifft, und weiterhin kann eine geringe Erwärmung nicht vermieden werden, die mittels Belüftungslöchern in der Schale bekämpft werden kann.

Gemäß einer -Abwandlung der Erfindung können die vorgenannten Bedingungen vollständig vermieden werden, und zwar mittels einer modifizierten Ausführung der Schale bzw. Kapsel und des Permanentmagneten. Diese Abwandlung der Erfindung umfaßt eine magnetische falschdrallepindel mit einer Kapsel aus zwei gleichachsig«! T_eilen, die sich derart gegenüberliegen, daß die Anordnung der Polstücke des Magneten zwischen den beiden Teilen ermöglicht ist. Die Anordnung des Drehorgans ist zwar etwas weniger bequem, was auch für den Lauf des Fadens zutrifft, jedoch ist demgegenüber der Permanentmagnet von sehr einfacher Form und im Betrieb der Spindel tritt keine wesentliche Erwärmung auf. Die Einfachheit der Form des Magneten stellt einen großen Vorteil dar, da die Herstellung komplizierter Formen nach der Pulverpreßtechnik sehr schwierig ist.

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Aueführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläuterte

Pig. 1 ist ein Axialschnitt durch eine erste Ausführungeform einer Spindel gemäß der Erfindung» Pig. 2 ist ein Axialschnitt durch eine zweite Aua-

führungsform der Erfindung.
Pig. 3 iat eine Querschnittsansicht nach der linie A-A'

der Pig. 2.
Pig. 4 ist eine Teilschnittansicht/eSner Ebene, die

zu der Ebene der Pig. 2 rechtwinklig liegt. Pig. 5 ist ein Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Spindel gemäß der Erfindung für zwei Drehorgane, die sich in der axialen Ebene diametral gegenüberliegen., Pig. 6 ist eine Draufsicht auf eine Spindel gemäß der Erfindung, teilweise aufgebrochen, um den Weg des Padens zu zeigen.

Pig. 7 ist eine Teilschnittansicht in einer anderen senkrechten Ebene, in welcher der besondere Weg des Padens gezeigt ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist eine Schale 1 mit einem hohlen Puß 2 vorgesehen. Die Schale 1 ist aus nicht magnetischem Material und vorzugsweise aus einer unter der Bezeichnung "Dural" bekannten Legierung auf der Basis von Aluminium hergestellt, die leicht geformt und bearbeitet werden kann, um in dy-

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namischeiii Gleichgewicht befindliche Ausführung ski erhalten.

Auf einem Innenrand 3 4er Schale 1 ist ein Hing 4 angeordnet, der aus einem etwas elastischen Material» beispielsweise aus dem unter der Bezeichnung "VuIeοlan" bekannten Material, d.h. einem teilweise vulkanisierten Polyurethan besteht. i>er Band 3 ist für diesen Zweck abgesetzt, um einen Sitz für den fiing 4 zu bilden, der ™ nach innen vorsteht.

Auf dem aus der Schale 1 und dem Ring 4 gebildeten Aufbau ist ein Aufsatz 5 angeordnet, dessen unterer und oberer Band abgesetzt sind, und auf diesem Aufsatz 5 ist ein profilierter Ring 6 angeordnet, der auf seiner Unterseite ausgenommen ist, um eine ringförmige Lagerfläche 7 für einen weiteren Hing 8 zu bilden, der dem Ring 4 ähnlich ist und in der gleichen Weise wie der Ring 4 nach innen vorsteht.

fc Die beiden Ringe 4 und 6 dienen als Abstütz- und BoIlflache für ein Falschdrallröhrchen 9, welches aus Eisenmetall besteht.

Das Falschdrallröhrchen 9 weist eine geeignete Einrichtung zum Festlegen des falschen Dralles» beispielsweise Austritts- und Wiedereintrittslöcher für den Faden ι auf.

Das Falschdrallröhrchen 9 wird an den Singen 4» 8 durch einen Permanentmagneten gehalten, von dem ein polstück

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in geringem Abstand über dem profilierten Eing 6 angeordnet ist, der auf dem aus der Schale 1 /iund dem Aufsatz 5 bestehenden Aufbau ruht. Ein anderes Polstück 11 ist in der Schale 1 unter dem Innenrand 3 _f gleichfalls in geringem Abstand von diesem angeordnet. Die beiden Polstücke 10 und 11 sind an einer in der Schale 1 zentrierten Gestell 12 befestigt.

Der Permanentmagnet 10}. 11 besteht insbesondere aua Λ

einer litan-Kobalt-Aluminium-Legierung mit sehr hoher Remanenz, die unter der Bezeichnung "Ticonal" bekannt ist.

Der Faden F, der mit Falschdrall versehen werden soll, läuft durch einen axialen Kanal 13 des Fußes 2 der Schale 1 hindurch und wird am Ausgang des Kanals von einem kleinen hohlen pilzförmigen Teil 14 geführt, der vorzugsweise aus sehr hartem Material, beispielsweise aus gesintertem Aluminium besteht. Dieser pilzförmige Teil ist in die Ausgangs öffnung des Kanals 13 eingesetzt.

Der Faden F wird dann im Winkel gegen eine Führung 15 ^

abgelenkt, die eine Kröpfung 16 aufweist, in die ein Loch 17 zur zweckentsprechenden Befestigung an dem Gestell 12 gebohrt ist. ^s sind Mittel zur genauen Einstellung der Lage der Führung 15 vorgesehen, um den Faden F genau in der Achse des Falschdrallröhrchens 9 zentrieren zu können. Die Führung 15 besteht vorzugsweise ebenfalls aus besonders hartem Material. Die Führungen 14 und 15 sind hoohpoltert,

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Der Faden F läuft anschließend durch die an dem Falschdrallröhrchen vorgesehene Einrichtung zum Festlegen des falschen Dralles hindurch und tritt nach oben aus.

Stromauf der Spindel ist ein zweckentsprechendes Heizelement (nicht dargestellt) vorgesehen, und der in den Faden eingeführte falsche Srall wandert in Bichtung gegen dieses Heizelement zurück, um durch Abkühlung fixiert zu werden. Stromab der Spindel wird der erzeugte gekräuselte Faden in normaler Weise aufgespult, gegebenenfalls nach einem ersten Durchgang durch eine Abgabeeinrichtung, welche den linearen Abzug des Fadens F zu regeln gestattet und den Faden mit zweckentsprechender Spannung der Aufwickelspule zuführt. Diese Spannung kann in einer Schrumpfung des Fadens zwischen der Abgabeeinrichtung und der Spule zum Ausdruck kommen, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Es kann auch ein zweites Heizelement zwischen der Abgabeeinrichtung und der Spule vorgesehen werden» um einen stabilisierten bauschigen ^aden herzustellen.

Die Polstücke 10 und 11 des Permanentmagneten können abgeschrägt sein, um die Zentrierung des Falschdrallröhrchena 9 zu verbessern. Ihre Anordnung ist vorzugsweise derart, daß der magnetische Fluß das Röhrchen 9 auf seiner ganzen Länge durchsetzt.

Bei der beschriebenen Vorrichtung ist die Erwärmung des Metalls und insbesondere die Erwärmung des FaIechdrallröhrohens 9 vernachlässigbar klein, selbst bei Ge-

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schwindigkeiten in der Größenordnung von 1 000 000 jedoch kann dennoch eine Luftzirkulation vorgesehen werden.

Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung wirken die PolstücJte 10, 11 auf das Drehorgan jenseits seiner Abstützungen an den Rollbahnen ein.

Bei der zweiten Ausführungsform wirken dagegen die Polstücke auf das Drehorgan in seinem mittleren Teil ein, und zwar zwischen seinen Abstützungen an den Rollbahnen, die M sich Fläche an Flache mit den Enden des -^rehorgans befinden.

Die zweite Ausführungsform ist in den Fig. 2 bis 4 schematisch dargestellt.

Die Spindel weist gleichfalls eine geformte Schale 19 aus einer leichten Legierung auf einem Fuß 20 auf, der mit einem Antriebsriemen 20a in Berührung steht (Fig. 4).

Die Schale 19 weist einen unteren Teil 19a auf, der mit einem oberen Teil 19b von etwas größerem Durchmesser verbunden ist. Das Verbindungsstück 19c weist einen Rand ^ 21 auf. An der Innenseite des Verbindungsstückes ^c ist eine Ringscheibe 22 angeordnet, und über dem Rand ist eine weitere Ringscheibe 25 angeordnet, Die beiden Scheiben 22 und 23 sind durch Schrauben 24 an dem Verbindungsstück 19c befestigt. Sie sind an ihren sich gegenüberliegenden Innenflächen etwaa abgesetzt, um einen Ring 25 aufzunehmen, der mit seinem inneren Band etwas vorsteht, um eine erste Rollbahn au bilden.

Über der Scheibe 23 iat eine zylindrische Hülse 26 angeordnet. Weiterhin weist der obere Teil 19b der Schale einen nach innen gerichteten oberen Rend 19d auf, und zwischen die Hülse 26 und den Rand 19d ist eine Ringscheibe 27 geklemmt. Auf der Scheibe 27 ist innerhalb des Randes 19d ein ringförmiger Deckel 28 angeordnet.

Ebenso wie die Scheiben 22 und 22 sind die Scheibe 27 und der Deckel 28 innen an den sich gegenüberliegenden Flächen ausgenommen, und in diesen Ausnehmungen ist zwischen den beiden Teilen 27 und 26 ein Ring 29 angeordnet, der dem Ring 25 identisch ist. Der Ring 29 steht ebenfalls etwa? nach innen vor, um eine obere Rollbahn zu schaffen.

In dem ringförmigen Hohlraum, der von der Scheibe 25, der Hülse 26 und der Scheibe 27 gebildet ist,* ist ein Ringkörper 30 angeordnet. Dejtöingkörper 30 trägt zwei Polmaseen N und S (flg. 3), von denen die eine derart profiliert ist, daß sie einen oberen Pol bildet, und die andere derart profiliert ist, daß sie einen unteren entgegengesetzten Pol in dem genannten Hohlraum bildet (Pig. 2 und 3).

Die beiden Polmassen N und S ziehen ein rohrförmiges Drehorgan 31 gegen die von den Ringen 25 und 29 gebildeten Rollbahnen. Das Drehorgan 31 kann insbesondere dem Drehorgan entsprechen, wie es in der französischen Patentanmeldung 105 777 vom 9. Mai 1967 aufgezeigt ist.

Der Ringkörper 30 mit den Polmassen N uns S iat gon

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einer festen Säule 32 außerhalb der Schale 19 unter Zwischenschaltung einea .Ansatzes 33 (Pig. 4) und einer Schraube 34 gehalten. Der Ansatz 33 ist nach unten verlängert und weist einen umgebogenen Teil 33a auf, der ein Rohr 36 umgibt und festlegt, daa in dem Fuß 20 der Schale 19 axial zentriert ist„

Durch dieses Rohr 36 tritt der Faden F, dem ein falscher Drall erteilt werden soll, in die Schale 19 ein. Er wird anschließend abgelenkt, um durch eine Öse 37 an einem festen Arm 38 hindurchzugehen, der gleichfalls an dem Ansatz 35 befestigt sein kann. Die Öse 37 zentriert den Faden F beim Eintritt in das Falschdrallorgan, das mit einer Einrichtung zum Festlegen des falschen Dralls versehen ist und aus welchem der Faden F austritt, um sich gegen die Abgabeeinrichtung (nicht dargestellt) und danach zur Aufwickelspule (nicht dargestellt) zu bewegen.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen können bequem i die oben erwähnten -^rehgeschwindigkeiten und sogar größere Drehgeschwindigkeiten erhalten werden, beispielsweise mit einer drehgeschwindigkeit der Schale von beispielsweise 50 000 U/min. Die Drehung des FalschdrallrÖhrchens ist sehr stabil, und die ^Achse ist in Richtung der Höhe und der ^eite stabilisiert.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 und 6 ist eine senkrechte ^cuse 100 in einem festen Träger 102 angeordnet, der in Fig. 5 lediglich teilweise dargestellt ist. Den

1 0 ü Ü Π 2 / 1 /♦ 0 2

oberen Teil dieser Achse 100 umschließt den Hantel 103 eines axialen Stückes 104. Der Mantel 103 kann sich auf der Achse 100 mittels zweier Kugellager 103 und 106 drehen.

Eine erste Schale 107» die nach oben offen ist, ist mit dem Mantel 103 verbunden. Eine zweite Schale 108, die nach unten offen ist und wenigstens zwei sich in Bichtung der Höhe einander gegenüberliegende öffnungen

™ aufweist, ist mit dem oberen Ende des Stückes 104 verbunden. Sie Schale 107 weist einen Band 109 mit einer ringförmigen Ausnehmung auf, in der ein Hing 110 angeordnet ist. Hierfür kann der obere Teil des Bandes 109 abgesetzt sein. Der Ring 110 ragt geringfügig nach innen über den Band vor. Die Schale 108 weist in ähnlicher Weise einen Band 111 mit einer ringförmigen Ausnehmung für einen Bing 112 auf, der ebenfalls nach innen geringfügig vorsteht. Der Band 111 kann einen abgesetzten Teil zur Aufnahme des Ringes

fc 112 aufweisen. Der obere Teil der Schale 108 kann durch Aufschieben angebracht sein·

Permanentmagnete 123 und 124 von Allgemein T-förmigem Querschnitt mit zwei Polen N und S sind an der Seite der Schalen 107 und 108 angeordnet, wobei die beiden Pole jedes Magneten zwischen den sich gegenüberliegenden Bändern 109 und 111 der Schalen 107 bzw. 108 liegen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Falschdrallorgane und 114 vorgesehen, die sioh diametral gegenüberliegen. In Fig. 5 ist auf der rechten Seite nur der Magnet 124

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dargestellt; der zweite Magnet 123 liegt, wie aus Fig.

ersichtlich, dem Magneten 124 diametral gegenüber. Die Falschdrallorgane 113 und 114 sind Röhrchen aus

magnetisierbarem Metall, und sie haben vorzugsweise die Ausbildung, wie sie in der französischen Patentanmeldung 105 777 vom 9. Mai 1967 aufgezeigt ist.

Das Falschdrallröhrchen 114 weist Durchtrittslöcher

114a und 114bfür die Festlegung des falschen Dralls auf» W

Jedes FaIschdrallröhrchen wird von dem ihm benachbarten Magneten in seiner Lage gehalten, wobei es sich an den Eingen 110 und 112 abstützt.

An der Seite jedes Falschdrallröhrchens 113 bzw. 114 ist eine senkrechte Stange 115 angeordnet (in Fig. 5 ist nur die linke Stange sichtbar), die an einer äußeren festen, in ihrer Stellung gegebenenfalls einstellbaren Stütze befestigt ist. Sie dient als Achse für einen£chwenkbaren Halter, der unten und oben eine Öse 116 bzw. 117 ä mit waagerechter Achse und eine Öse 116 bzw. 119 mit senkrechter Achse trägt (Fig.7). Die ösen 118 und 119 mit senkrechter Achse sind über bzw. unter dem Falschdrallröhrchen angeordnet.

Die gesamten zuletzt genannten Elemente sind in Fig. dargestellt, in welcher auch der Weg des Badens F angedeutet ist. Zum Einfädeln des Fadens F in jedes FaIschdrallröhrchen wird der Faden zwischen die Schalen und dann durch die ösen 117 und 118 hindurch in das Innere des

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Röhrchens 113 geführt, aus dem er durch ein seitliches Loch 115 a austritt, wonach er eine halte Spiralwindung auf der Außenseite des Drehröhrchens ausführt und durch ein zweites Loch 113b wieder in das Drehröhrchen eintritt. Danach tritt der faden F aus dem Drehröhrchen unter Führung durch die ösen 119 und 116 aus, und er wird dann wieder aus dem Baum zwischen den Schalen seitlich herausgeführt.

Der Faden F ist vor seinem Eintritt in das Falschdrallröhrchen durch ein zweckentsprechendes Heizelement (nicht dargestellt) erwärmt, über das der Faden mit direkter Berührung laufen kann. Der Faden F erhält den falschen Drall im erwärmten Zustand, und der falsche Drall wird bei der Abkühlung vor dem Aufdrehen fixiert.

Der Fadenlauf ist in Fig. 7 durch gestrichelte Pfeillinien schematisch angedeutet, da der Eintritt und der Austritt des Fadens F nicht in der Zeichenebene erfolgt. Dit Spindel wird mittels eines Riemens 120 angetrieben, der direkt auf den Mantel 103 wirkt, welcher als Wirtel dient.

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Claims (14)

Patentansprüche

1. Magnetische Palachdrallspindel für hohe Drehgeschwindigkeit en mit einem im Inneren einer sich drehenden Schale schwimmend angeordneten senkrechten Drehorgan, daa axial und seitlich zentriert ist und sich an zwei mit der Schale verbundenen ringförmigen Rollbahnen abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß das von zwei Polstücken erzeugte Magnetfeld frei auf das Drehorgan einwirkt, ohne durch irgendeinen Zwischenteil hindurchzugehen.

2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke auf die beiden Enden des Drehorgens jenseits seiner Abstützungen an den beiden Singen einwirken, wobei das eine Polstück über dem Rand der Schale und das andere Polstück in einer ringförmigen Ausbauchung des unteren Teiles der Schale angeordnet ist.

3. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke auf das Drehorgan in Höhen zwischen den Ringen einwirken, welche das Drehorgan an seinen beiden Enden abstützen, und daß die Polstücke von einem Ringkörper getragen sind, der in einer Ausbauchung in halber Höhe der Schale angeordnet ist.

4. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch, gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete aus einer Titan-Kobalt-lluminium-Legierung bestehen und gegebenenfalls profiliert sind.

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5. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale über einen Wirtel an ihrem Fuß mechanisch mit einer Geschwindigkeit antreibbar ist, die es ermöglich^ dem Drehorgan Geschwindigkeiten von mehr als 500 000 Umdrehungen je Minute zu erteilen.

6. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Hollbahnen für das Drehorgan elastisch ausgebildet sind, beispielsweise durch Verwendung von Polyurethan.

7« Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rollbahn von einem Hing gebildet ist, der zwischen zwei festen Bingteilen angeordnet ist und etwas nach innen vorsteht.

8. Spindel nach einem der Anepr«ehe t bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Faden in den Drehorgan durch führungen zentriert ist.

9. Spindel nach einem der Anspruch· 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke duroh eine fest· Stütze gehalten sind.

10. Spindel naoh einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Schale mit den Rollbahnen für das schwimmend abgestützte Drehorgan aua zwei sich gegenüberliegenden gleichachsigen Teilen gebildet 1st und die Polstücke jedes Permanentmagneten in den Baum zwischen den beiden eich gegenüberliegenden Bändern der Sohal/enteile radial hineinragen·

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11. Spindel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels Kugellagern auf einer festen Achse angeordnet ist·

12. Spindel nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch einen Riemen antreibbar ist, der auf einen Mantel wirkt, welcher die äußeren Laufringe
der Kugellager trägt.

13. Spindel nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehr als ein Drehorgan, beispielsweise zwei sich diametral gegenüberliegende Drehorgane
antreibt.

14. Spindel nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß jedem ^rehorgan eine ihm benachbarte und parallele
feste Stange zugeordnet ist, die zur Abstützung von

Fadenführungeösen dient.

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L e e r s e i t e