DE2314229A1 - Maschine fuer das kontinuierliche verspinnen mittels spinnrotoren - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR.- ING. H. H. WILHELM - D I PL. - I N G. H. D A U ST E R

D-7000 STUTTGART 1 · 6YMNASIUMSTRAbSE 31B - TELEFON (0711) 291133

Stuttgart, den 21. März 1973 Da/Ei

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Betr.: Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung D

Anm.: Fritz Stahlecker

Bad Überkingen

Jhlandstrasse 18
und

Hans Stahlecker

733J_Süssen
äaldenstrasse 20

Maschine für das kontinuierliche Verspinnen mittels

Spinnrotoren

Die Erfindung betrifft eine Maschine für das kontinuierliche Verspinnen von Textilfasern mittels Spinnrotoren und diesen zugeordneten Zuführungs- und Auflöseorganen, mit einer ortsfest eingebauten Iangswelle mit Zahnrädern zum Antreiben der Zuführungsorgane sowie die Zuführungs- und Auflöseorgane enthaltenden, schwenkbar gelagerten Gehäusen, die Abtriebsräder tragen, die mit den Zahnrädern der Längswelle im Eingriff sind. _2_

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Es hat sich als sinnvoll erwiesen, Offenend-Spinnaggregate so zu gestalten, daß die Auflöse- sowie die Zufuhr einrichtungen in einem separaten, von der die Turbine aufnehmenden Spinnkammer abschwenkbaren Gehäuse angeordnet sind. Dies bringt den Vorteil der guten Zugänglichkeit aller Einzelteile. Die Reinigung der Innenantriebe des Spinnaggregates wird erleichtert. Insbesondere ist es auf bequeme Art und Weise möglich, bei geöffnetem Aggregat die Turbine zu kontrollieren und im Bedarfsfalle auszutauschen. Das gleiche gilt für die Auflöseeinrichtung. Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, daß das Schwenkteil, in welchem die Zufuhr- und'Auflöseeinrichtung untergebracht sind, eine Einheit bildet, die bequem austauschbar und ersetzbar ist.

Bei einer bekannten Bauart (DT-OS 1 535 005) ist der Antrieb der Zuführeinrichtung relativ kompliziert. Da die Zuführwalze im Schwenkteil untergebracht ist, der Antrieb jedoch von einer entlang der Maschine verlaufenden, stationär gelagerten Längswelle abgenommen wird, wurde als unumgänglich erachtet, daß die Längswelle gleichachsig mit der Schwenkachse angeordnet ist, weil nur dann die Zahnräder bzw. Schraubenräder der Längswelle mit den Abtriebsrädern riet; Schwenkteils beim Schwenken im Eingriff bleiben. Es wird deshalb ein Winkeltrieb verwendet, und das Schwenkgehäuse wird um die Achse der stationären Längswelle abgeschwenkt. Um die Abschwenkbarkeit zu realisieren, ist die längswelle von einem stehenden Rohr umgeben, das als Schwenkachse dient, auf welcher die Schwenkteile gelagert sind. Um den Antrieb auf das Schwenkgehäuse zu übertragen, ist es erforderlich, diesem Rohr an jeder Spinnstelle eine öffnung zu geben, damit die Zahnräder der Längswelle mit den Abtriebsrädern des Schwenkteils in Eingriff kommen können. Diese Öffnungen bedeuter eine Schwächung des Rohres.

Bei der bekannten Bauart muß der Lagerabstand der Ly r-^velle verhältnismäßig groß gewählt werden, da innerhalb des P.ohrea praktisch keine Lagermöglichkeit der Längswelle besteht, es sei denn, man

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würde einen sehr großen Rohrdurchmesser, wählen. Der Lagerabstand der Längswelle ist daher bei praktischen Ausführungen größer als die Länge des Rohres. Die Durchbiegung der Längswelle ist dann relativ groß, was wieder große Durchmesser für die Längswelle und für das Rohr erfordert.

Außerdem liegen die benachbarten Lager zweier Wellenstücke, zwischen denen sich eine Kupplung befindet, sehr nahe beieinander. Dieser kurze Lagerabstand an den Verbindungsstellen erfordert eine sehr genaue Lagerung und eine ganz exakte Wellenkupplung, die überaus hart ist. Schon geringste Fluchtfehler können hier zu Schaden an Kupplung und Lagerung.führen.

Da die Zahnräder innerhalb des Schwenkrohres nicht ohne weiteres zugänglich sind, ist die bekannte Bauart schwierig zu warten. Beim Ausbau eines Zahnrades sind aufwendige Montagearbeiten erforderlich. Daran ändern auch die notwendigen öffnungen des Rohres wenig, die sich an den Stellen der Zahnradpaarungen befinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine leichte Montage, Demontage und Wartung möglich sind, ohne daß der Vorteil des Abschwenkens verloren geht oder der bauliche Aufwand erhöht wird.

Die Erfindung besteht darin, daß die Längswelle, die dazu parallele Schwenkachse sowie das Abtriebsrad so zueinander angeordnet sind, daß das Abtriebsrad in einer Kreisbewegung tangential oder nahezu tangential zum Eingriff in das Zahnrad der Längswelle gebracht wird.

Durch diese Maßnahme ist die Längswelle frei zugänglich, da sie ohne jede Umhüllung durch ein Rohr angeordnet ist, was insbesondere Wartungs- und Montagevereinfachungen mit sich bringt. Der

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Lagerabstand der Längswelle kann nun beliebig klein gewählt werden, so daß ihre Durchbiegung gering bleibt. Der Lagerabstand zwischen zwei in Längsrichtung zu kuppelnden Wellenstücken kann hingegen größer als bisher gehalten werden, so daß eine weichere Kupplung möglich ist, an der irgendwelche Fluchtfehler leichter ausgeglichen werden.

Beim Abschwenken, besonders beim vollen Abschwenken des die Zuführeinrichtung enthaltenden Gehäuses entfernt sich das Abtriebsrad der Zuführeinrichtung von dem Zahnrad der Längswelle. Beim Schließen des Schwenkgehäuses kommen die Zähne der beiden Räder wieder zu vollem Eingriff, wobei aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der relativen Lage von Schwenkachse und Längswelle zueinander auch bei sehr langsamem Schließen keine tJberbeanspruchungen an den Zähnen auftreten können. Beim Einscheren kommt nämlich zunächst die obere Sektion des Zahnkranzes des Abtriebsrades mit der Zahnung des treibenden Zahnrades in Berührung. Bei ganz geschlossenem Spinnaggregat dagegen werden die Zähne des Abtriebsrädes, in Axialrichtung betrachtet, mehr in der Mitte beansprucht. Mit anderen Worten heißt dies, daß diejenige Randpartie des Abtriebsrades, die beim Einschwenken die Gegenverzahnung suchen muß, bei geschlossenem Spinnaggregat nicht mehr im Eingriff mit dem treibenden Zahnrad der Längswelle ist, während nun die Mittelsektion desselben die Kraftübertragung übernimmt. Während des Dauerbetriebes, d.h. bei geschlossenem Spincaggregat, wirkt das treibende Zahnrad auf eine Zone des Abtriebrades, die während des Einschwenkvorganges geschont ist. Es ergibt sich also ein sanftes Ineinandergleiten.

Besonders vorteilhaft gestaltet sich der Einschervorgang, wenn sich die Langswelle zwischen Schwenkachse und Abtriebsrad in unmittelbarer Nähe der Schwenkachse befindet. Je näher Schwenkachse und Langswelle beieinander liegen, umso sanfter geschieht das Ein-

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scheren, weil in diesem Fall ein größerer Weg zwischen Einscherbeginn und vollem Eingriff zurückgelegt werden muß, als wenn Schwenkachse und Längswelle weit auseinanderliegen. Ein größerer Weg bedeutet aber längere Einscherzeit und damit sanfteres Einscheren. Bei beliebiger Lage der einzelnen Achsen zueinander müßte der Einschervorgang durch einen Anschlag begrenzt werden, damit über die Zahnstellung für den Betriebszustand hinaus keine weitere Bewegung erfolgen kann, was sonst zum Zahnbruch führen könnte. Wenn hingegen die Längswelle zwischen Schwenkachse und Abtriebsrad liegt, kann auf einen Anschlag verzichtet werden, da bei zu weitem Einscheren das Abtriebsrad wieder außer Eingriff kommt, also kein Zahnbruch erfolgen kann.

Es kann zweckmäßig sein, aus Sicherheitsgründen den Teilkreis des Abtriebsrades über die Zahnbreite dem Schwenkradius anzupassen. Hierdurch wird ein Anschlag zur Zahnbruchsicherung überflüssig. ·

Das Wiedereingreifen der Zähne kann erfindungsgemäß durch eine besondere Ausbildung des Abtriebsrades erleichtert werden, indem dieses in dem äußeren Bereich seiner Zahnbreite eine Form erhält, die von dem im Betriebszustand im Eingriff befindlichen Profil abweicht. Vorzugsweise erhält das Abtriebsrad einseitig einen vergrößerten Kopfkreisdurchmesser, so daß die Zähne in diesem Stück spitz zulaufen. Hierdurch wird das sanfte Ineinandergleiten der Zähne zusätzlich unterstützt.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das einzuschwenkende Abtriebsrad eine elastische Randzone besitzt. Diese Handzone kann aus einem elastischen Kunststoff bestehen. Aufgrund der vorhandenen Elastizität wird eine Beschädigung des Abtriebsrades beim Einscheren sicher vermieden. Der elastische Teil des Abtriebsrades wird vorzugsweise als auswechselbarer Hing mit oder ohne Verzahnung ausgeführt. In vorteilhafter Weise ist es z.B.

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möglich., diesen Ring an seinem oberen, dem Abtriebsrad abgekehrten Umfang ohne Verzahnung und nach, außen konisch auszuführen, so daß beim Einscheren zunächst der Effekt eines Reibradantriebes entsteht. Der Austauschring bewirkt bei seiner ersten Berührung mit dem Zahnrad der Längswelle zunächst ein Umlaufen des Abtriebsrades durch Reibwirkung, und es ist verständlich, daß das zum Umlauf gebrachte Abtriebsrad dann leicht in die Verzahnung des Zahnrades hineinfindet.

Nähere Einzelheiten können aus den nachfolgenden Figurenbeschreibungen entnommen werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Maschine bei geschlossenem Schwenkgehäuse-,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die gleiche Maschine bei geöffnetem Schwenkgehäuse,

Fig. 3 das Einscheren des getriebenen Zahnrades Iq das Zahnrad der Hauptantriebr.welle.

Fig. 4 einen Zahn des Abtriebsrades mit an der Einscherstelle vergroßerben Erjpf kreisdurchmesser,

ig. 5 je einen Zahn eines in Ariairiclruimg sireitoi.Li ausgeführten getriebener: Rades, wobei der einscherende Teil einen vergrößerten Kopfkr^isdu messer aufweist.

Fig. 6 ein Abtriebsrad mit in A::ialrichtung anschließendem konischen Ring ohne Veraahnung,

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Fig. 7 die Einscherphase der Ausführung gemäß Fig. 6 in kleinem Maßstab,

Fig. 8 eine Ausführung, bei der sich das getriebene Rad zwischen Schwenkachse und Antriebswelle befindet,

Fig. 9 eine Ausführung ähnlich Fig. 8, Fig.10 eine Ausführung mit Kegelrädern.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht die Maschine im wesentlichen aus einem stationären Teil, der als tragende Elemente das Spinnkammergehäuse 1, das Antriebsgehäuse 2 sowie ein Lagergehäuse 3 umfaßt, und einem schwenkbaren Teil, der das Schwenkgehäuse 4 und dessen Verkleidung 5 umfaßt.

In den tragenden Elementen des stationären Teiles sind im wesentlichen die Spinnturbine 6, der Turbinenantrieb 7» eine Längswelle 8 zum Antreiben der Zuführorgane sowie die dazu parallele Schwenkachse 9 für das Schwenkgehäuse untergebracht. Alle übrigen Funktionselemente sind aus Gründen der Deutlichkeit weggelassen. Ebenso ist auf eine Beschreibung des Spinnverfahrens verzichtet, da dieser Vorgang dem Fachmann geläufig ist.

Das Schwenkgehäuse 4 enthält als wesentliche Funktionselemente eine Zuführwalze 10, eine Auflösewalze 11, eine Absaugung 12 sowie eine Abtriebswelle 15· Auch auf die Beschreibung der Zuführ- und Auflösefunktion sei verzichtet, da sie einerseits dem Fachmann ebenfalls geläufig sind, zum anderen nicht zum Erfindungsgegenstand gehören. Von der Längswelle 8 wird über ein auf der Längswelle angeordnetes Zahnrad 13 ein Abtriebsrad 14, die vorzugsweise unter 45° verzahnte Schraubenräder sind, und eine Abtriebswelle 15 über ein zweites Schraubenradpaar 16, 17 die Zu-

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führwalze 10 angetrieben. Im gezeigten Beispiel ist nur eine Zuführwalze 10 samt ihrem Antrieb beschrieben. In der Praxis werden jedoch viele Spinnstellen und somit auch, viele Zuführwalzen in Längsrichtung der Maschine nebeneinander vorgesehen.

Damit beim Abschwenken des Gehäuses 4 um die Schwenkachse 9 der Antrieb der Zuführwalze 10 nicht außer Eingriff kommt, wenn das Abtriebsrad 14 mit dem Gehäuse 4 mitschwenkt, schien es früher notwendig, die Schwenkachse 9 als Rohr auszubilden und die Längswelle 8 innerhalb dieses Rohres gleichachsig anzubringen. Aufgrund der räumlichen Trennung von Schwenkachse 9 "und Längswelle 8 gemäß der Erfindung kommen beim Abschwenken des Gehäuses 4 das Zahnrad und das Abtriebsrad 13, 14- außer Eingriff (Fig. 2), da das Zahnrad 13 auf der in dem Lagergehäuse 3 gelagerten Welle 8 angebracht, das Abtriebsrad 14 dagegen auf der im Schwenkgehäuse 4 gelagerten Abtriebswelle 15 angeordnet ist und beim Schwenken mitgenommen wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist die Abtriebswelle und damit die Achse des Abtriebsrades 14 so angeordnet, daß sie einen rechten Winkel mit der Radialen zur Schwenkachse 9 einschließt, Die Betriebsstellung sieht dabei vor, daß die Längswelle 8 ebenfalls auf der Radialen liegt, so daß die Zähne des Abtriebsrades 14 in der Betriebsstellung tangential zu dem Zahnrad 13 der Längswelle 8 verlaufen. Dies hat den Vorteil, daß kleine Abweichungen von der Betriebsstellung möglich sind, ohne daß die Gefahr von Beschädigungen besteht. Es muß kein Anschlag vorgesehen werden, der den maximalen Zahneingriff begrenzt.

Die Fig. 3 zeigt schematisch den Einschervorgang des Abtriebsrades 14 in das Zahnrad 13 beim Schwenken der Abtriebswelle 15 um die Schwenkachse 9· Die Längswelle 8 und die dazu parallele Schwenkachse 9 sind ortsfest gelagert, Die Mitte des Abtriabsrades 14 verläuft beim Schwenken auf einem Kreisbogen £1, dessen Mittel-

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p\mkt M sich, in der Schwenkachse 9 befindet.

Die Fig. 3 zeigt weiterhin den kreisförmigen Verlauf K 2 des Weges, den der Zahnteilkreis des Abtriebsrades 14 zurücklegt. Man erkennt, daß das Abtriebsrad 14 in einer Kreisbewegung K2 zum Eingriff kommt, wobei der Kreisbogen in seiner gedachten Verlängerung nicht durch das Zentrum der Längswelle 8, sondern nahezu tangential nur durch eine Bandzone verläuft. Somit kommt beim Beginn des Einscherens ein anderer Bereich der Zähne des Äbtriebsrades 14 mit den Zähnen des treibenden Zahnrades 13 der längswelle 8 in Berührung als später im Betriebszustand. Eine mögliche Abnutzung oder Beschädigung dieses Bereiches des Abtriebsrades 14 führt deshalb nicht zu einer Störung des Betriebszustandes.

Die Fig. 4 zeigt eine vorteilhafte Ausbildung des Abtriebsrades 14, von dem nur ein Zahn dargestellt ist. Bei Beginn des Wiedereinscherens kommt zuerst der Zahnbereich 14a in Eingriff mit dem Zahnrad 13, im Betriebszustand hingegen der Zahnbereich 14b, Um das Einscheren zu erleichtern, ist der Zahnbereich 14a nach außen spitz zulaufend ausgebildet, was einerVergrößerung des Kopfkreisdurchmessers um einen geringen Betrag von ca. 1 mm gleichkommt. Wie Fig. 5 zeigt, können diese beiden Zahnbereiche auch als getrennte Bauteile hergestellt werden (14a1, 14b1). Statt der Ausbildung eines vergrößerten Kopfkreisdurchmessers kann auch ein vorzugsweise konischer Hing 14a2 (Fig. 6) ohne Verzahnung verwendet werden, der gemäß Fig. 7 beim Einschwenken um die Schwenkachse 9 mit seiner Mantellinie m zunächst den Zahnkranz des Zahnrades 13 berührt und infolge Reibwirkung zusammen mit dem Abtriebsrad 14b2 in Drehung versetzt wird. Dadurch paßt sich das Abtriebsrad 14b2 der Drehzahl des treibenden Zahnrads 13 an, so daß der weitere Einschervorgang leicher vonrstatten geht. Der vorzugsweise elastische konische Ring 14a2 ist so ausgebildet, daß er lediglich während der Einscherphase, nicht aber im Betriebszustand das Zahnrad 13 berührt.

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Zweckmäßig ist in allen diesen Fällen,, wenn Schwenkachse 9 und Längswelle 8 möglichst nahe beieinander liegen und die längswelle 8 im Betriebszustand sich zwischen der Schwenkachse 9 und dem Abtriebsrad 14 befindet, damit der Einscherkreis K2 gemäß Fig. in der gewünschten Form verläuft.

Die Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 7 eignen sich insbesondere für schrauben- oder schneckenverzahnte zylindrische Zahnradpaarungen.

Die Fig. 8 und 9 zeigen Ausführungsbeispiele,, bei denen die Schwenkachse 9 und die Längswelle 8 entweder nicht in unmittelbarer Nähe beieinander liegen oder bei denen die längswelle 8 nicht zwischen der Schwenkachse 9 und dem Abtriebsrad 14b3, 14b4 liegt. In diesem Fall ist der Teilkreis des Abtriebsrades 14b3> 14b4 über die Zahnbreite nicht gleichbleibend und für die Einscherbewegung ist sein Kopfkreisdurchmesser dem Einscherradius angepaßt.

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Claims (8)

23U229- Patent- und SchutzanSprüche

1. Maschine für das kontinuierliche Verspinnen von Textilfasern mittels Spinnrotoren und diesen zugeordneten Zuführungs- und Auflöseorganen, mit einer ortsfest eingebauten Längswelle mit Zahnrädern zum Antreiben der Zuführungsorgane sowie die Zuführungsund Auflöseorgane enthaltenden schwenkbar gelagerten Gehäusen, die Abtriebsräder tragen, die mit den Zahnrädern der Längswelle im Eingriff sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Längswelle (8), die dazu parallele Schwenkachse (9) sowie das Abtriebsrad (14) so zueinander angeordnet sind, daß das Abtriebsrad (14) in einer Kreisbewegung tangential oder nahezu tangential zum Eingriff in das Zahnrad (15) der Längswelle (8) gebracht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Längswelle (8) zwischen der Schwenkachse (9) und dem Abtriebsrad (14) in unmittelbarer Nähe der Schwenkachse (9) befindet.

3- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilkreis des Abtriebsrades (I4b3) über die Zahnbreite dem Schwenkradius angepaßt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsrad (14) in Axialrichtung mit einer vom im Betriebszustand im Eingriff befindlichen Profil abweichenden Randzone versehen ist.

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5- Vorrichtung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Antriebsrades (14-) in dem äußeren Bereich (14-a) der Zahnbreite einseitig einen vergrößerten Kopfkreisdurchmesser aufweisen und spitz zulaufen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Randzone elastisch ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Randzone vorzugsweise als auswechselbarer Ring (I4a1, 14-a2) mit oder ohne Verzahnung ausgeführt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7₅ dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ring (I4a2) in Axialrichtung sich konisch nach außen erweitert.

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