DE19807740A1 - Spindel für eine Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spindel für eine Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine mit einem Unterwindebereich, in welchem ein Klemmelement angeordnet ist, das bei unterbrochenem Spinnvorgang gegen den Unterwindebereich angedrückt ist und das vom Unter­ windebereich bei Rotation der Spindel aufgrund von auf das Klemmelement wirkenden Fliehkräften abgehoben ist.

Unterwindungen an Spindeln werden benötigt, damit der Spinnvor­ gang nach einem Spulenwechsel ohne Fadenbruch fortgesetzt werden kann. Die Unterwindungen werden dadurch erzeugt, daß bei Beendi­ gung des Spinnvorgangs die Drehzahl reduziert und die Ringbank auf einen Bereich unterhalb der Spulenhülse abgesenkt wird. In einem Unterwindebereich der Spindel werden einige Fadenwindungen abgelegt und durch Reibung oder sonstwie fixiert. Die Fixierung der Unterwindefäden muß derart sicher sein, daß der zwischen der Unterwindung und der Spule befindliche Faden beim Abheben der Spule von der Spindel möglichst in der Nähe des Unterwinde­ bereichs durchtrennt wird. Dabei ist der Unterwindefaden noch mit dem vom Streckwerk kommenden Faden verbunden. Nach Aufstecken einer neuen Spulenhülse kann der Spinnvorgang ohne Fadenbruch wieder aufgenommen werden, indem die Ringbank bis in den Bereich der Spulenhülse hochfährt und dann ihre changierende Bewegung aufnimmt. Der Unterwindefaden muß bei vielen praktischen Spindelausführungen nach Inbetriebnahme der Spindel vom Unterwindebereich entfernt werden. Man spricht hier von der sogenannten Wirtelreinigung.

Eine Spindel der eingangs genannten Art ist in der EP 358 032 A1 offenbart. Sie hat den Vorteil, daß auf jegliche Wirtelreinigung verzichtet werden kann, da der Unterwindefaden im Unterwinde­ bereich infolge seiner Klemmung die Spindel nicht mehr als 360° umschlingen muß. Nach Aufhebung der Klemmung bei Anfahren der Spindel wird der Unterwindefaden, der also nur eine sehr kurze Länge aufweist, in den Bereich der Spulenhülse hochgezogen und legt sich unterhalb der Bewicklung an den Rand der Spulenhülse. Die bekannte Spindel hat allerdings den Nachteil, daß sie kon­ struktiv sehr aufwendig ist und daß sie ausgerechnet in einem Bereich, der durch Verschmutzung besonders anfällig ist, mit einer Gleitlagerung versehen ist. Das Klemmelement ist nämlich als Gleitring ausgebildet, der bei Beginn der Rotation der Spindel in axialer Richtung von einer Anlageschulter hinweg­ gleitet und dadurch den Unterwindefaden freigibt. Die Gleit­ bewegung wird durch Fliehkräfte erzeugt, indem der Gleitring an seiner der Anlageschulter abgewandten Seite federnde Zungen aufweist, die sich infolge der Fliehkraft nach außen verformen und gegen eine konische Führungsfläche anlegen. Die Führungs­ fläche zwingt dann den Gleitring zu der genannten, von der Anlageschulter hingweggerichteten Gleitbewegung. Die Rückstell­ bewegung der Federzungen wird durch Federelemente unterstützt, die bei Stillstand der Spindel den Gleitring wieder an die Anlageschulter hinführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung des Vorteils der eingangs genannten Spindel, nämlich auf jegliche Wirtelreinigung verzichten zu können, eine konstruktiv wenig aufwendige Spindel zu schaffen, die insbesondere auf jegliche axiale Gleitbewegung im schmutzgefährdeten Bereich verzichtet.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß infolge der Fliehkräfte das Klemmelement vom Unterwindebereich durch elastische Verformung in im wesentlichen radialer Richtung abhebbar ist.

Bei stillstehender Spindel bewirkt das Klemmelement ohne Zuhil­ fenahme zusätzlicher Federelemente mit einer Anlageschulter eine ideale Klemmung des Fadens beim Doffen. Bei rotierender Spindel wird die Klemmung aufgehoben, weil sich das Klemmelement im Durchmesser infolge von Fliehkräften weitet, ohne daß irgend­ welche Bauteile in axialer Richtung auf der Spindel gleiten. Das Klemmelement löst sich somit in radialer Richtung vom Unterwinde­ bereich. Der Unterwindefaden braucht die Spindel nicht mehr als 360° zu umschlingen, so daß bei Wiederaufnahme des Spinnvorgangs der Unterwindefaden sich problemlos an den Rand der Spulenhülse anlegen kann. Der Unterwindebereich ist danach frei von jeglichen Unterwinderesten.

Das Klemmelement selbst kann unterschiedlich ausgestaltet sein.

Bei einer Ausführung ist das Klemmelement als sogenannte Korbfe­ der ausgebildet, welche an eine Anlageschulter andrückbare und von dieser unter der Wirkung von Fliehkräften abspreizbare Federzungen aufweist. Der hülsenartige Bereich der Korbfeder ist fest mit der Spindel verbunden und braucht daher keinerlei Gleitbewegung auszuführen. Wenn die Federzungen sich in radialer Richtung von der Anlageschulter abheben, ist der zuvor geklemmte Unterwindefaden wieder freigegeben.

Bei einer anderen, besonders bevorzugten Ausführung ist das Klemmelement als O-Ring ausgebildet. Das Klemmelement ist somit nicht nur billig und einfach ausgestaltet, sondern auch leicht austauschbar und funktionssicher. Durch Fliehkräfte weitet es sich insgesamt im Durchmesser. Das Aufweitvermögen macht auch seine Montage unproblematisch.

Gegebenenfalls können in axialer Richtung zwei O-Ringe hinter­ einander angeordnet sein, die beispielsweise unterschiedliche Durchmesser und/oder unterschiedliche Elastizität und/oder unterschiedliche Vorspannung haben. Damit kann die Klemmwirkung im Unterwindebereich insgesamt erhöht werden. Die unterschied­ liche Ausgestaltung der zwei O-Ringe dient dem Zweck, daß sich der an der Spindel untere O-Ring infolge der Fliehkräfte als erster öffnet, so daß ein geordnetes Abwickeln des Unterwinde­ fadens möglich wird.

Dem insbesondere als O-Ring ausgebildeten Klemmelement ist vorteilhaft ein mitrotierender Stützring zugeordnet, gegen den sich der verformte O-Ring bei rotierender Spindel mit seinem Außendurchmesser anlegt und der bei stillstehender Spindel den O-Ring mit radialem Abstand umgibt. Dadurch läßt sich der O-Ring bei Betrieb der Spindel, wenn er sich von der Anlageschulter abgehoben hat, sicher fixieren.

Zweckmäßig ist die Anlageschulter zum Klemmelement hin sich konisch verjüngend ausgebildet. Dadurch wird ein besonders leichtes öffnen des Klemmelements durch seine radiale Aufweitung möglich, und der Unterwindefaden wird ausreichend schnell frei­ gegeben.

Es ist günstig, wenn die Anlageschulter in eine dem Kreisquer­ schnitt des O-Rings angepaßte Ringfläche übergeht. Dies ergibt für den O-Ring bei Stillstand der Spindel eine gute Anlagefläche, was zu einem räumlich exakt definierten Umwindebereich führt.

Das Klemmelement und/oder die Anlageschulter können einen hohen Reibungskoeffizienten aufweisen, wodurch sich neben einer Klemmung ein zusätzlicher Kraftschluß ergibt. Der Reibungs­ koeffizient kann entweder durch ein besonderes Material oder dessen Struktur erreicht werden.

Damit die Spindel noch funktionssicherer wird, ist oberhalb des Klemmelementes ein mitrotierender Fixierring vorgesehen, der an seinem Außenumfang mit zahnartigen Fadenfangkerben versehen ist. Dadurch wird der Unterwindebereich deutlich vom Spulenbereich getrennt, und es wird verhindert, daß sich der Unterwindefaden lockert und in unkontrollierten Windungen um den unteren Bereich der Spulenhülse herumlegt.

Wenn dem Fixierring ein Ringmesser zugeordnet ist, kann der Unterwindefaden beim Doffen an definierter Stelle durchtrennt werden. Zweckmäßig wird das Ringmesser unterhalb des Fixierringes angebracht.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Axialansicht auf eine ver­ größert dargestellte Spindel, bei welcher der Unterwindefaden durch das Klemmelement im Unterwindebereich gehalten ist,

Fig. 2 die gleiche Spindel nach Wiederanfahren nach einem Spulenwechsel, wobei sich das Klemmelement von dem Unterwindebereich gelöst hat,

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 bei einem anders ausgestal­ teten Klemmelement.

Die Spindel 1 nach Fig. 1 zeigt den Zustand kurz vor einem Spulenwechsel, wobei die Spindel 1 bereits stillgesetzt ist.

Die Spindel 1 enthält ein rotierendes Oberteil 2 und ein nicht rotierendes Lagergehäuse 3, welches stationär an einer nicht dargestellten Spindelbank befestigt ist. Der mit dem Oberteil 2 rotierende Schaft 4 der Spindel 1 ist in dem Lagergehäuse 3 in nicht dargestellter Weise mit einem Halslager und einem Fußlager gelagert.

Das Oberteil 2 nimmt mittels nicht dargestellter Kupplungs­ elemente eine Spulenhülse 5 auf, auf welcher der ersponnene Faden zu einer Spule 6 aufgewunden wird. Der Aufwindevorgang wird in bekannter Weise mittels einer heb- und senkbaren Ringbank 7 durchgeführt, die sich über eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Spinnstellen erstreckt. Jeder Spindel 1 ist ein Spinnring 8 zugeordnet, auf dem in bekannter Weise ein Läufer 9 umläuft, der bei Betrieb den Faden zur Spule 6 leitet.

In der in Fig. 1 dargestellten Außerbetriebsposition ist die Ringbank 7 in einen Bereich unterhalb der Spule 6 abgesenkt.

Zum Oberteil 2 der Spindel 1 gehört ein Antriebswirtel 10, gegen den sich ein Antriebsriemen 11 anlegt, der in der Regel als Tangentialriemen ausgebildet ist und eine Vielzahl von nebenein­ ander angeordneten Spindeln 1 antreibt. Selbst bei gebremster Spindel 1 bleibt der Antriebsriemen 11 normalerweise an den Antriebswirtel 10 schleifend angelegt.

Bei erreichtem Füllungsgrad der Spule 6 erfolgt ein sogenannter Doffvorgang, bei welchem sämtliche Spulen 6 wenigstens einer Maschinenseite kollektiv von ihren Spindeln 1 nach oben abgezogen und gegen leere Spulenhülsen 5 ersetzt werden. Zu diesem Zweck wird die Ringbank 7 auf einen Bereich unterhalb der Spule 6 heruntergefahren, wobei diesem Bereich ein sogenannter Unterwindebereich 13 der Spindel 1 zugeordnet ist. In diesem Unterwindebereich 13 soll eine Unterwindung 12 gebildet werden, die nach einem Spulenwechsel ein Wiederanfahren der Spindel 1 ohne Fadenbruch möglich macht. Während des Doffvorganges wird die Unterwindung 12 vom Faden der Spule 6 abgetrennt, bleibt aber mit dem vom Streckwerk kommenden Faden 23 verbunden. Die Unter­ windung 12 beträgt höchstens 360°.

In vorliegenden Falle ist der Unterwindebereich 13 keilspaltartig ausgebildet. Er enthält eine konisch sich nach unten verjüngende Anlageschulter 14, gegen welche bei Stillstand der Spindel 1 ein Klemmelement 15 elastisch anlegbar ist. Das Klemmelement 15 ist bei dieser Ausführung als O-Ring 16 ausgebildet, der bei Rotation der Spindel 1 infolge der Fliehkräfte im Durchmesser vergrößerbar ist.

Zur sicheren Aufnahme des O-Rings 16 bei Stillstand der Spindel 1 geht die Anlageschulter 14 in eine dem Kreisquerschnitt des O-Rings 16 angepaßte Ringfläche 17 über. Damit zwischen dem O-Ring 16 und der Anlageschulter 14 ein möglichst guter Kraft­ schluß für die Unterwindung 12 entsteht, weisen der O-Ring 16 und/oder die Anlageschulter 14 einen hohen Reibungskoeffizienten auf.

Dem O-Ring 16 ist ein mitrotierender Stützring 18 zugeordnet, der bei stillstehender Spindel 1 den O-Ring 16 mit radialem Abstand umgibt und gegen den sich der verformte O-Ring 16 bei rotierender Spindel 1 mit seinem Außendurchmesser anlegt (siehe hierzu auch Fig. 2).

Oberhalb des O-Rings 16, jedoch unterhalb der Spulenhülse 5 ist am Oberteil 2 der Spindel 1 ein sogenannter Fixierring 19 ange­ bracht, der an seinem Außenumfang mit zahnartigen Fadenfangkerben 20 versehen ist. Dadurch bleibt der mit der Spule 6 noch ver­ bundene Faden an vorbestimmter Stelle des Fixierrings 19, auch wenn die Unterwindung 12 um den Unterwindebereich 13 herumge­ wunden werden. Dicht unterhalb des Fixierringes 19 ist ein Ringmesser 21 angebracht, welches die Unterwindung 12 vom Faden der Spule 6 beim Spulenwechsel durchtrennt. Kurz vor dem Bilden der Unterwindung 12 ist der mit der Spule 6 verbundene Faden in einigen Fadenschlingen 22 zum Unterwindebereich 13 herunterge­ führt worden. Mit dem vom Streckwerk kommenden Faden 23 jedoch bleibt, wie bereits erwähnt, der Unterwindefaden weiterhin verbunden. Bei der Darstellung nach Fig. 2 ist die Spule 6 gegen eine Spulenhülse 5 ausgetauscht worden, und die Spindel 1 ist wieder zu Rotationsbewegungen angefahren worden. Die in Changier­ richtungen A und B bewegbare Ringbank 7 ist bis in den Bereich der Spulenhülse 5 hochgefahren und hat auf der Spulenhülse 5 bereits einige Anfangswindungen 24 gebildet.

Infolge der wieder begonnenen Rotation der Spindel 1 hat sich das als O-Ring 16 ausgebildete Klemmelement 15 radial aufgeweitet. Dadurch hat sich der O-Ring 16 in radialer Richtung von der Anlageschulter 14 abgehoben und die Unterwindung 12 freigegeben.

Das freigegebene, zuvor geklemmt gehaltene Fadenstück 25 hat sich unterhalb der Anfangswindungen 24 um den Rand der Spulenhülse 5 herumgewickelt. Der Unterwindebereich 13 ist somit frei von jeglichen Fadenresten, so daß auf eine Wirtelreinigung verzichtet werden kann. Der O-Ring 16 hat sich mit seinem Außendurchmesser an den mitrotierenden Stützring 18 angelegt und ist auch bei Betrieb dadurch fixiert.

Im übrigen sind die Bezugszeichen in Fig. 2 die gleichen wie in Fig. 1, so daß auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet werden kann.

Das Klemmelement 26 nach Fig. 3 ist in seiner Gestaltung etwas aufwendiger als der O-Ring 16 nach Fig. 1, hat aber auf der anderen Seite den Vorteil, daß auf einen zusätzlichen Stützring verzichtet werden kann.

Das Klemmelement 26 nach Fig. 3 ist als sogenannte Korbfeder 27 ausgebildet, die mit einem unteren hülsenartigen Bereich mit dem Oberteil 2 der Spindel 1 fest verbunden ist. Im Bereich der Anlageschulter 14 hingegen ist das Klemmelement 26 mit einer Vielzahl von Federzungen 28 versehen, die durch axial verlaufende Schlitze voneinander getrennt sind. Diese Federzungen 28 können sich bei der Einwirkung von Fliehkräften in radialer Richtung verformen und dadurch von der zugehörigen Anlageschulter 14 abheben.

Die Federzungen 28 bilden mit der Anlageschulter 14 einen Unterwindebereich 13 und machen es möglich, daß die Unterwindung 12 bei Stillstand der Spindel 1 geklemmt gehalten wird. Bei Rotation der Spindel 1 jedoch heben sich die Federzungen 28 von der zugeordneten Anlageschulter 14 ab und geben die Unterwindung 12 frei, so daß diese sich nach einem Spulenwechsel an den unteren Rand der Spulenhülse 5 anlegen kann.

Im übrigen sind die Bezugszeichen in Fig. 3 die gleichen wie bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2, so daß eine nochmalige Beschreibung der übrigen Bauteile überflüssig ist.

Claims (10)

1. Spindel für eine Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine mit einem Unterwindebereich, in welchem ein Klemmelement angeordnet ist, das bei unterbrochenem Spinnvorgang gegen den Unterwindebereich angedrückt ist und das vom Unterwindebereich bei Rotation der Spindel aufgrund von auf das Klemmelement wirkenden Fliehkräften abgehoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß infolge der Fliehkräfte das Klemmelement (15; 26) vom Unterwindebereich (13) durch elastische Verformung in im wesentlichen radialer Richtung abhebbar ist.

2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (15; 26) infolge der Fliehkräfte unmittelbar im Unterwindebereich (13) im Durchmesser vergrößerbar ist.

3. Spindel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (26) als sogenannte Korbfeder (27) ausgebildet ist, welche an eine Anlageschulter (14) andrückbare und von dieser unter der Wirkung von Fliehkräften abspreizbare Federzun­ gen (28) aufweist.

4. Spindel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (15) als O-Ring (16) ausgebildet ist.

5. Spindel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein mitrotierender Stützring (18) vorgesehen ist, gegen den sich der verformte O-Ring (16) bei rotierender Spindel (1) mit seinem Außendurchmesser anlegt und der bei stillstehender Spindel (1) den O-Ring (16) mit radialem Abstand umgibt.

6. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anlageschulter (14) sich zum Klemmelement (15; 26) hin konisch verjüngend ausgebildet ist.

7. Spindel nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anlageschulter (14) in eine dem Kreisquer­ schnitt des O-Rings (16) angepaßte Ringfläche (17) übergeht.

8. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Klemmelement (15; 26) und/oder die Anlageschul­ ter (14) einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist.

9. Spindel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß oberhalb des Klemmelementes (15; 26) ein mitrotie­ render Fixierring (19) vorgesehen ist, der an seinem Außenumfang mit zahnartigen Fadenfangkerben (20) versehen ist.

10. Spindel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fixierring (19) ein Ringmesser (21) zugeordnet ist.