DE19637473A1

DE19637473A1 - Ringspinnmaschine mit einer Vielzahl von Spinnringen und darauf angeordneten Läufern

Info

Publication number: DE19637473A1
Application number: DE1996137473
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr Stalder; Peter Toggweiler
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-03-19
Also published as: IT1294771B1; ITMI972015A1; CH692586A5; JPH10110335A

Description

Die Erfindung betrifft eine Ringspinnmaschine mit einer Viel zahl von Spinnringen und darauf angeordneten Läufern nach dem Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Ringspinnmaschinen dieser Art sind in verschiedenen Ausfüh rungen bekannt (WO 80/00982; CH-PS 490 532). Ihnen ist je weils gemeinsam, daß der radial innen liegende Schenkel des Läufers im Betrieb mit einer bestimmten Fläche an der Lauf fläche des Spinnringes anliegt, wobei der durch die auf den Läufer wirkende Zentrifugalkraft erzeugte Flächendruck um so größer ist, je kleiner die Berührungsfläche zwischen dem Läufer und dem Spinnring ist.

Für den Flächendruck zwischen Läufer und Spinnring ist aber nicht nur die Zentrifugalkraft, sondern auch die vom durch den Läufer geführten Faden erzeugte Zentripetalkraft von Bedeutung, so daß die resultierende, vom Ring auf den Läufer wirkende Kraft einen Winkel von etwa 5 bis 10° mit der Horizontalen einschließt, wodurch diese resultierende Kraft eine kleine Komponente in Richtung senkrecht nach unten auf weist. Diese Kraftverhältnisse beeinflussen die an den Spinn ringen auftretenden Verschleißerscheinungen, welche um so größer sind, je größer der zwischen Spinnring und Läufer auf tretende Flächendruck ist. Bei den heute üblichen Spinnrin gen mit einem T-förmigen Querschnitt ist die zur Verfügung stehende Kontaktfläche relativ klein und der Flächendruck damit sehr hoch. Hierdurch wird einerseits die Läuferge schwindigkeit und damit die Spindeldrehzahl begrenzt, und es tritt andererseits ein hoher Spinnring- und Läuferverschleiß auf. In einer durch die Spindelachse verlaufenden Ebene hat die Erzeugende der Kontaktfläche zwischen Spinnring und Läu fer quer zur resultierenden Kraft zwischen Ring und Läufer im allgemeinen lediglich eine Ausdehnung von ca. 0,5 mm. Bei größeren Kontaktflächen ist die Flächenbelastung ungleich mäßig, was einen entsprechend ungleichmäßigen Verschleiß nach sich zieht und die Spindeldrehzahl ebenfalls begrenzt.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, bei Spinnringen mit zumindest im wesentlichen T-förmigem Querschnitt die Kontakt fläche zwischen Spinnring und Läufer im Betrieb zu vergrö ßern, und zwar vor allem in der Richtung quer zur Kraft zwi schen Ring und Läufer, und das Leistungspotential des T-Flansch-Ringsystem deutlich zu steigern, d. h. eine deut lich höhere Läufergeschwindigkeit und damit Spindeldrehzahl zuzulassen, ohne daß der Läufer- und Spinnringverschleiß übermäßig ansteigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeich nenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgesehen. Bevorzugte Dimensionierungen entnimmt man den Patentansprüchen 2 bis 8.

Der Erfindungsgedanke ist also darin zu sehen, daß die Lauf fläche am Spinnring des T-förmigen Spinnringes ohne eine zu starke Krümmung deutlich weiter nach unten gezogen wird und daß erst anschließend die am Übergang zum Fußteil vorhandene Ringstufe des Spinnringes vorgesehen ist. Hierdurch wird die Kontaktfläche zwischen Läufer und Spinnring im Betrieb in der benötigten Richtung quer zur Normalkraft deutlich ver größert, ohne daß eine ungleichmäßige Flächendruckverteilung zu befürchten ist.

Im Gegensatz zu bekannten Ausführungen (CH-PS 490 532) wer den beim erfindungsgemäßen Spinnring-Läufer-System alle Be reiche der Kontaktfläche zwischen Spinnring und Läufer zumin dest im wesentlichen gleichmäßig belastet, weil sie zumin dest im wesentlichen senkrecht zu der Normalkraft verlaufen. Erfindungsgemäß kommt es also nicht nur darauf an, die Kontaktfläche zwischen Läufer und Spinnring im Betrieb zu vergrößern, sondern diese Vergrößerung so vorzunehmen, daß sämtliche Bereiche der Kontaktfläche zumindest im wesent lichen in gleicher Weise beansprucht werden, so daß der Verschleiß weitgehend gleichmäßig über die Kontaktfläche verteilt ist.

Gegenüber bekannten T-Flansch-Ring-Läufersystemen kann erfin dungsgemäß die Kontaktfläche zwischen Läufer- und Spinnring um einen Faktor 3 vergrößert werden, ohne daß die Gleichver teilung der Druckkräfte wesentlich beeinträchtigt wird.

Bevorzugt ist die Ausbildung nach Anspruch 2, obwohl die Krümmung der Erzeugenden grundsätzlich auch veränderlich sein könnte, allerdings nur in begrenztem Ausmaß.

Von besonderer Bedeutung ist der Krümmungsradiusbereich nach Anspruch 3, und zwar insbesondere in Verbindung mit den Merk malen des Anspruches 4, weil hierdurch eine deutliche Kon taktflächenvergrößerung ohne wesentliche Beeinträchtigung der Gleichmäßigkeit der Kraftverteilung erreicht wird.

Diese Zielsetzung begünstigen auch die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 5 und 7.

Aufgrund der Merkmale des Anspruches 7 wird erreicht, daß der Läufer im Kontaktbereich etwas weniger gekrümmt ist als die Erzeugende der Lauffläche am Spinnring. Hierdurch wird zumindest beim Beginn des Betriebes zunächst eine Auflage des inneren Schenkelteils des Läufers in der Mitte des vorge sehenen Kontaktflächenbereiches erzielt, welche sich dann innerhalb kurzer Betriebszeit durch Verschleiß auf die beab sichtigte soll-Kontaktfläche ausdehnt. Dadurch passen sich die beiden Flächen infolge der Läuferschrägstellung einander an.

Die Merkmale der Ansprüche 8 bis 10 sind im Zusammenhang mit einer einwandfreien Halterung des Läufers am Spinnring sowie ggf. zur Verhinderung eines Ausfädelns beim Stillstand der Ringspinnmaschine von Bedeutung.

Die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 11 und 12 sind in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Anordnung und Ausbil dung der Lauffläche von Bedeutung.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform entnimmt man An spruch 13.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Mitte eines Spinnrings für eine erfindungsgemäße Ring spinnmaschine und

Fig. 2 den Ausschnitt II aus Fig. 1 in stark ver größertem Maßstab und unter zusätzlicher Dar stellung des auf dem Spinnring angeordneten Läufers sowie des von ihm geführten Fadens.

Nach Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßer Spinnring 11 ein ringförmiges Basisteil 26 auf, welches auf einer nicht darge stellten Ringbank einer Ringspinnmaschine rund um eine für den Durchgang der nichtdargestellten Spindel vorgesehenen Öffnung 25 angeordnet ist. An das in radialer Richtung ausge dehnte Basisteil 26 schließt sich nach oben ein schmalerer und ebenfalls ringförmiger Fuß 18 an, auf welchem sich das eigentliche ringförmige Läufertragteil 27 befindet.

Der Fuß 18 und das Läufertragteil 27 weisen zusammen einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt auf.

Nach Fig. 2 ist auf dem Läufertragteil 27 des Spinnringes 11 ein Läufer 12 angeordnet, welcher eine im wesentlichen umgekehrt U-förmige Gestalt aufweist und bei der Ausfüh rungsform nach Fig. 2 von einem bis zum anderen Ende stetig gekrümmt ist. Der Läufer 12 weist einen im Betrieb mit Ab stand vom Scheitelbereich 22 des Läufertragteils 27 befindli chen, konvex gekrümmten Scheitelbereich 28 sowie einen radial innen liegenden Schenkel 32 und einen radial außen liegenden Schenkel 20 auf, die jeweils zum freien Ende hin stetig in eine zum inneren der U-Form weisende Innen-Abwink lung 14 bzw. Außen-Abwinklung 24 übergehen, welche in der in Fig. 2 dargestellten Betriebsposition ein Sicherheitsspiel 17 bzw. 21 relativ zum Fuß 18 des Spinnrings 11 aufweisen. Die Erzeugende des Scheitelbereichs 22 des Läufertragteils 27 ist nach Fig. 2 im wesentlichen geradlinig ausgebildet und geringfügig zur Innenseite des Spinnringes 11 hin ge neigt.

Die Innen-Abwinklung 14 ist mit im wesentlichen vertikalem Abstand 30 von einer unteren Ringstufe 15 des Läufertrag teils 27 angeordnet, während die Außen-Abwinklung 24 einen deutlichen vertikalen Abstand 31 von einem Außen-Ringflansch 23 des Läufertragteils 27 aufweist. Der Ringflansch 23 bil det den radial äußeren Schenkel des T-Profils des Spinnrin ges 11.

Der Innenschenkel 32 des Läufers 12 enthält ein Schenkelteil 13, welches in der in Fig. 2 dargestellten Betriebsposition mit einer radial innen am Läufertragteil 27 vorgesehenen Lauffläche 16 zusammenarbeitet. Die radial außen liegende Fläche 19 des Läufertragteils 27 weist in der Betriebslage einen deutlichen radialen Abstand vom Außenschenkel 20 des Läufers 12 auf.

Das Schenkelteil 13 und die Lauffläche 16 stehen im Betrieb in einer solchen Flächenberührung miteinander, daß an allen Flächenbereichen zumindest im wesentlichen konstante Flächen pressung herrscht. Hierzu ist die Erzeugende der Lauffläche 16 geringfügig kreisbogenförmig konvex gekrümmt, wobei der Krümmungsradius bei 2 bis 10 mm liegen soll. Der mittlere Winkel der Erzeugenden der Lauffläche 16 zur Vertikalen, das ist die Tangente T an die Mitte der Erzeugenden, liegt deut lich unter 45° und bevorzugt bei 5 bis 10°. Der Winkel der Erzeugenden zur Vertikalen im oberen Bereich liegt zumindest sehr nahe bei 0° und soll im unteren Bereich 30° nicht über schreiten. Die Länge der Erzeugenden der Lauffläche 16 soll bei 1,0 mm oder mehr liegen.

Die Krümmung und Neigung des Schenkelteils 13 des Läufers 12 entsprechen weitgehend den Werten der Erzeugenden der Lauf fläche 16, wobei zweckmäßigerweise allerdings der Krümmungs radius des Schenkelteils 13 um etwa 20% größer als der der Erzeugenden der Lauffläche 16 ist.

Diese Ausbildung berücksichtigt, daß die am Läufer 12 wir kende Zentrifugalkraft Z und die vom Garn 29 auf den Läufer 12 ausgeübte Fadenkraft S sich zu einer Normalkraft N sum mieren, wobei erfindungsgemäß die Lauffläche 16 und der Schenkelteil 13 so gestaltet und angeordnet sind, daß der Fußpunkt der resultierenden Normalkraft N auf die Lauffläche 16 sich zumindest im wesentlichen in der Mitte der Erzeu genden der Lauffläche 16 befindet und die Normalkraft N zumindest im wesentlichen senkrecht auf der Tangente T an die Erzeugende der Lauffläche 16 im Fußpunkt steht. Das aus der Fadenkraft S, der Zentrifugalkraft Z und der Normalkraft N auf die Lauffläche 16 gebildete Kräftedreieck ist in Figur 2 gestrichelt eingezeichnet.

Die Funktion der beschriebenen Anordnung ist wie folgt:
Im Betrieb ist ein Garn 29 durch den Spalt zwischen dem Scheitelbereich 22 des Spinnringes 11 und dem Scheitelbe reich 28 des Läufers 12 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Wei se vom nicht dargestellten Streckwerk zur nicht gezeigten Spindel geführt. Hierbei übt das Garn 29 eine relativ gerin ge resultierende Fadenkraft S auf den Läufer 12 aus. Der Läufer 12 bewegt sich mit einer hohen Geschwindigkeit von z. B. 40 m/sec um das Zentrum des Spinnringes 11 herum und erteilt hierbei dem Garn 29 die erforderliche Spinndrehung. Durch die Zusammenwirkung von Fadenkraft S und Zentrifugal kraft Z am Läufer 12 wird letzterer im wesentlichen radial nach außen gedrängt, so daß der Schenkelteil 13 an der Lauf fläche 16 zur Anlage kommt. Die resultierende Normalkraft N ist senkrecht zur Tangente T etwa in der Mitte der Erzeugen den der Lauffläche. Die freien Enden der Abwinklungen 14, 24 weisen dabei ein deutliches Sicherheitsspiel 17 bzw. 21 rela tiv zum Fuß des Spinnringes 11 auf. Auch im übrigen ist der Läufer 12 relativ zum Spinnring 11 überall von letzterem deutlich beabstandet, so daß die Berührung auf die Laufflä che 16 beschränkt ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Aus bildung werden die Kräfte zwischen Spinnring 11 und Läufer 12 auf eine relativ große Fläche verteilt, wobei die Flächen pressung über die Kontaktfläche sehr gleichmäßig ist.

Bezugszeichenliste

11 Spinnring
12 Läufer
13 Schenkelteil
14 Innen-Abwinklung
15 Ringstufe
16 Lauffläche
17 Sicherheitsspiel
18 Fuß
19 Außenfläche
20 Außenschenkel
21 Sicherheitsspiel
22 Scheitelbereich
23 Außen-Ringflansch
24 Außen-Abwinklung
25 Öffnung
26 Basisteil
27 Läufertragteil
28 Scheitelbereich
29 Garn
30 Abstand
31 Abstand
32 Innenschenkel.

Claims

1. Ringspinnmaschine mit einer Vielzahl von nebeneinander auf einer auf- und abfahrbaren Ringbank rund um dort vor handene Öffnungen und diese durchgreifende Spindeln ange ordneten Spinnringen (11), auf denen jeweils ein im we sentlichen umgekehrt U-förmiger, fadenführender Läufer (12) umlaufbar angeordnet ist, wobei an der radialen Innenseite des Spinnringes (11) eine ringförmige konvex gekrümmte Lauffläche (16) für ein radial innen liegendes Schenkelteil (13) des Läufers (12) vorgesehen ist, deren Erzeugende im Mittel gegenüber der Vertikalen derart geneigt ist, daß die Lauffläche (16) sich im Mittel von unten nach oben verjüngt, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende der Lauffläche (16) relativ zum Läufer derart gekrümmt ist und eine solche Länge aufweist, daß der Läufer (12) im Betrieb über eine Länge von mehr als 1 mm an der Lauffläche (16) anliegt, und daß der mittlere Winkel der Erzeugenden der Lauffläche (16) zur Vertikalen und die Krümmung der Erzeugenden der Lauffläche (16) derart gering sind, daß folglich die Erzeugende relativ zur Horizontalen überall steiler als 45° verläuft und daß vorzugsweise der Winkel der Tangente (T) an die Mitte der Erzeugenden der Lauffläche (16) zur Vertikalen 5 bis 30°, insbesondere 5 bis 20° und bevorzugt 5 bis 10° beträgt.

2. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende der Lauffläche (16) kreisbogenförmig ist.

3. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der Erzeugenden (16) an jeder Stelle zwischen 2 und 10 mm, vorzugsweise 3 und 4 mm be trägt.

4. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende der Lauffläche (16) eine Länge von 1,5 bis 2 mm aufweist.

5. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Winkel der Erzeugenden der Lauffläche (16) zur Vertikalen kleiner als 45° ist und insbesondere 30° bis 40° beträgt.

6. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale Neigung der Erzeugenden der Lauffläche (16) zur Vertikalen 0 bis 10° und insbesondere etwa 5° beträgt.

7. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius des mit der Lauffläche (16) in Kontakt tretenden Schenkelteils (13) um 10 bis 30%, ins besondere etwa 20% größer als der der Erzeugenden der Lauffläche (16) ist.

8. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Lauffläche (16) in Kontakt tretende Schenkelteil (13) sich nach unten über die Lauffläche (16) hinaus fortsetzt und dort eine Abwinklung (14) bil det, die eine unterhalb der Lauffläche (16) vorhandene Ringstufe (15) des Spinnrings (11) mit Abstand unter greift.

9. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (12) auf der radialen Außenseite eine Außenabwinklung (24) aufweist, die einen äußeren Ring flansch (23) des Spinnrings (11) mit Abstand unter greift.

10. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenabwinklung (14) und/oder die Außenabwink lung (24) stetig in den zugeordneten Schenkelteil (13) bzw. Schenkel (20) des Läufers (12) übergeht.

11. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende des Scheitelbereichs (22) des Spinn rings (11) im wesentlichen geradlinig ist.

12. Ringspinnmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende des Scheitelbereichs (22) gegenüber der Horizontalen zur Innenseite des Spinnrings (11) geringfügig und insbesondere um 2 bis 20°, bevorzugt 5 bis 10° geneigt ist.

13. Ringspinnmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Betrieb zwischen den Enden des Schenkelteils (13) bzw. des Schenkels (20) bzw. den Abwinklungen (14, 24) und dem Fuß (18) des Spinnrings (18) jeweils ein Sicher heitsspiel (17, 21) vorgesehen ist.