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Reutlingen Balloneinengungsring Die Erfindung betrifft einen Balloneinengungsring
für Spinn-oder Zwirnmaschinen, dessen Fadenführungselement einen wendelförmigen
Verlauf hat und sich um die Spindelachse der zugeordneten Spindel herum erstreckt.
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Balloneinengungsringe sind vielfach üblich, insbesondere bei Ringspinn-
oder Ringzwirnmaschinen, auf denen Vorgarne, die aus natürlichen und/oder geschnittenen
künstlichen Fasern bestehen, verzogen und daraus Fäden hergestellt werden.
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Die Balloneinengungsringe sollen es ermöglichen, mit höheren Läufergeschwindigkeiten
arbeiten zu können, um die Fadenproduktion an den Maschinen zu erhöhen. Dies gelingt
bei Fäden aus tierischer Wolle, Zellwolle und Baumwolle mit~gutem Erfolg. Dagegen
zeigte es sich, daß Fäden, die aus reinen oder modifizierten Polyesterfasern oder
Polyacrylnitrilfasern bestehen oder in erheblichem Anteil solche Fasern enthalten,
bei höheren Läufergeschwindigkeiten durch den Balloneinengungsring geschädigt werden
können, was sich an der Spinn- oder Zwirnmaschine durch vermehrt anfallenden Ahrieb
zeigt und beim Faden in verminderter Festigkeit auswirkt. Es können deshalb Fäden,
die ganz oder zum erheblichen Teil aus Polyester- oder Polyacrylnitrilfasern, insbesondere
solche aus modifiziertem Polymer, bestehen, nur mit verminderten LXufergeschwindigkeiten
hergestellt werden. Unter modifizierten Polyester- oder Polyacrylnitrilfasern versteht
man solche Fasern dieser Art, die während der herstellung der Fasern so behandelt
(modifiziert) wurden, daß ihre Längs- und Querfestigkeit vermindert wurde, damit
diese Fasern beim mehrfachen Biegen leichter brechen, wodurch beim fertigen Gewebe
oder Gestrick die Bildung von Faserzusammenballungen, die an der Oberfläche sichtbare
Knötchen oder dergleichen bilden, vermindert oder ganz verhindert wird.
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Mit einer Versuchsringspinnmaschine im Institut der Anmelderin wurde
durch Versuch folgendes festgestellt. Bei der Ringspinnmaschine
handelte
es sich um eine normale Baumwollringspinnmaschine, deren Spinnringe Durchmesser
von ca. 50 mm hatten.
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Wenn mit dieser Maschine Baumwollfäden hergestellt wurden, waren bei
Verwendung konventioneller Balloneinengungsringe Läufergeschwindigkeiten bis zu
38 m/sec ohne Fadenschädigungen zulässig. Wenn dagegen Fäden aus modifizierten Polyesterfasern
h-ergestellt wurden, mußte die Läufergeschwindigkeit auf ca.
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26 m/sec reduziert werden, damit die Fäden durch die konventionellen
Balloneinengungsringe nicht geschädigt wurden. Bei Läufergeschwindigkeiten von ca.
27 - 31 m/sec traten stets Schädigungen der am Mantel der Fäden befindlichen Polyesterfasern
auf, die zu unerwünschten Festigkeitseinhußen der Fäden führten. Bei Läufergeschwindigkeiten
über 31 m/sec war eine Fadenherstellung nicht mehr möglich, weil durch die zu starke
Schädigung dauernd Fadenbrüche auftraten. Diese Versuche wurden mit bekannten Balloneinengungsringen
unterschiedlicher Gestaltungen durchgeführt, wobei alle untersuchten Balloneinengungsringe
mit geringfügigen Unterschieden nahezu dieselhen ungünstigen Ergebnisse zetigten.
Die Fadenliefergeschwindigkeiten betrugen bei den Versuchen ca. 15 - 25 m/min.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Balloneinengungsring zu schaffen,
der bei Fäden, die Fasern aus reinem oder modifiziertem Polyester oder Polyacrylnitril
oder ähnlich thermisch empfindlichenPolymerenenthalten oder aus solchen Fasern bestehen,
höhere Läufergeschwindigkeiten als die bekannten Ballongeinengungsringe zuläßt.
Dabei soll sich der Balloneinengungsring auch für Fäden aus beliebigen anderen Fasern
in gleicher Weise eignen.
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Erfindungsgemäß ist bei einem Balloneinengungsring der eingangs genannten
Art vorgesehen, daß die Steigung des Fadenführungselementes so groß ist, daß zwei
in derselben vertikalen Ebene
und auf derselben Seite der Spindel
übereinander liegende Stellen des Fadenführungselementes einen lichten Abstand von
mindestens 6 mm haben.
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Uberraschenderweise gelingt es mittels solchen Balloneinengungsringen
Fäden, die reine oder modifizierte Polyester-und Polyacrylnitrilfasern enthalten
oder aus solchen bestehen, mit erheblich höheren Läufergeschwindigkeiten als bisher
aufwinden zu können. Beispielsweise gelang es bei Anwendung erfindungsgemäßer Balloneinengungsringe,
Fäden aus modifizierten Polyesterfasern auf der obenerwähnten Versuchsringspinnmaschine
mit Läufergeschwindigkeiten bis zu 34 m/sec aufzuwinden, ohne daß eine störende
Schädigung des Fadens eintrat. Auch für Fäden aus anderen Fasern eignen sich diese
Balloneinengungsringe sehr gut.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß bei dem neuartigen Balloneinengungsring
der genannte lichte Abstand mindestens 10 mm, vorzugsweise 14 - 30 mm, insbesondere
16 - 20 mm betragt. Es versteht sich, daß auch hiervon abweichende lichte Maße je
nach den jeweils vorliegenden Ringen und Läufern, Fadenstärken usw.
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vorgesehen werden können. Wesentlich ist jedoch, daß der genannte
lichte Abstand erheblich größer als bei den konventionellen Balloneinengungsringen
ist.
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Obwohl die erfindungsgemäßen Balloneinengungsringe bisher nur an Baumwoll-Ringspinnmaschinen
mit Fadenliefergeschwindigkeiten von max. 25 m/min und relativ kleinen Spinnringdurchmessern
untersucht wurden, ist die Erfindung hierauf natürlich in keiner Weise beschränkt,
da sie auch bei anderen Maschinenarten und abweichenden Spinnring- oder Zwirnringgrößen
anwendbar ist, beispielsweise bei Ringzwirnmaschinen, Streckzwirnmaschinen usw..
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Bei konventionellen Balloneinengungsringe mit wendelförmigem Verlauf
des Fadenführungselementes, bei welchem es sich im allgemeinen um Metalldraht mit
kreisförmigem oder anderem Querschnitt handelt, war die wendelförmige Gestalt nur
zu dem Zweck vorgesehen, um das Einführen des Fadens in den Innenraum des Balloneinengungsringes
von außen auf einfache Weise zu ermöglichen. Der lichte Abstand zwischen den sich
überlappendenBereichen des Fadenführungselementes betrug bei diesen konventionellen
Balloneinengungsringen im allgemeinen nicht mehr als 2 mm. nie Erfindung sieht dagegen
eine erhebliche Vergrößerung des lichten Abstandes der sich überlappenden Bereiche
des Fadenführungselementes vor.
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Das Fadenführungselement kann bei dem erfindungsgemäßen Balloneinengungsring
aus Metalldraht geeigneten Profils und ggf. an sich bekannter Oberflächenveredelung
bestehen, beispielsweise aus Stahldraht mit kreisförmigem oder ovalem Querschnitt,
der brüniert, verchromt oder dergleichen ist. Bei länglichen Profilen, zum Beispiel
ovalem Profil, kann die lange Querschnittsachse vorzugsweise ungefähr parallel zur
Spindelachse verlaufen.
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Auch andere Materialien und Profilquerschnitte können vorgesehen sein
oder das Fadenführungselement kann aus Blech hohl geformt sein und ggf. kann sein
Querschnitt sich in Längsrichtung des Fadenführungselementes in irgendeiner geeigneten
Weise ändern, beispielsweise von dem einen Ende aus sein Querschnitt in Richtung
auf das andere Ende zu stetig zunehmen. Anstatt Metall können für das Fadenführungselement
ggf. auch andere geeignete Werkstoffe vorgesehen sein, beispielsweise Kunststoff
oder Keramik.
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Schädigungen von Fäden, insbesondere solchen aus modifiziertem Polyester
oder Polyacrylnitril, durch Balloneinengungsringe lassen sich auch dadurch vermieden
oder vermindern und entsprechend höhere Läufergeschwindigkeiten erzielen, daß das
Fadenführungselement aus einem oder mehreren Filamenten besteht, in welchen die
Moleküle in Filamentlängsrichtung vorzugsorientiert sind. Diese Maßnahme kann sowohl
bei den erfindungsgemäßen Balloneinengungsringen vorgesehen sein, als auch bei Balloneinengungsringen,
bei denen der lichte Abstand zwischen sich überlappenden Bereichen des Fadenführungselementes
kleiner als 6 mm ist oder bei denen das Fadenführungselement in einer Ebene verläuft.
Die Filamente können vorzugsweise aus Kunststoff bestehen. Doch ist es denkbar,
anstelle von Kunststoff auch Filamente aus anderem Werkstoff vorzusehen, vorzugsweise
Metallegierungen, die durch Streckung eine Vorzugsrichtung in Längsrichtung erhalten.
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Im allgemeinen ist es ausreichend und zweckmäßig, wenn das Fadenführungselement
des erfindungsgemäßen Balloneinengungsringes sich um etwas mehr als 3600 um die
Achse der zugeordneten Spindel herum erstreckt. Doch ist die Erfindung hierauf nicht
beschränkt, da auch größere Winkel anwendbar sind. Ggf. kann das Fadenführungselement
mehrere Windungen aufweisen.
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Die Gestaltung und Anordnung desjenigen Endbereiches des Fadenführungselementes,
auf den der Faden auflauft, ist in bezug auf den unter oder über ihm liegenden Bereich
des Fadenführungselementes, der je nach Ausbildung ebenfalls ein Endbereich oder
ein Bereich einer Windung sein kann, so zu treffen, daß der Faden bei seiner Rotation
auf den Endbereich, auf den er aufläuft, stoßfrei gelangt, d. h. auf ihn nicht so
auftrifft, daß
der Faden einen Stoss erhält, der sich nachteilig
auf den Lauf des Läufers auswirkt. Dies gelingt stets ohne jede Schwierigkeit'durch
geeignete Krümmung und Anordnung des betreffenden Endbereiches in bezug auf die
benachbarte Windung bzw. den benachbarten Endbereich.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
wobei es sich versteht, daß die Erfindung in zahlreichen anderen Ausführungsformen
verwirklicht werden kann.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Balloneinengungsringes, wobei auch der Spindelquerschnitt
in Höhe dieses Balloneinengungsringes mit eingezeichnet ist, Fig. 2 eine Seitenansicht
des Balloneinengüngsringes der Fig. 1 ohne Spindel, Fig. 3 einen geschnittenen Ausschnitt
einer Variante eines Fadenführungselementes, bei welchem die Fadenführungsfläche
des Fadenführungselementes durch ein Filament aus Kunststoff gebildet ist, Fig.
4 eine Variante der Fig. 3, bei welcher die Fadenführungsfläche des Fadenführungselementes
durch mehrere Filamente gebildet ist.
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Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Fadenballoneinengungsring besteht
aus einem an einem ausschnittsweise dargestellten Halter 10 befestigten metallischen
Fadenführungselement 11,
das aus Draht kreisrunden Querschnittes
gebogen ist. Dieses Fadenführungselement 11 erstreckt sich um die Längsachse der
Spindel 12 herum um ungefähr 4500. Die Rotationsrichtung des Fadens des Fadenballones
ist durch den eingezeichneten Pfeil A dargestellt und verläuft in diesem Ausführungsbeispiel
von oben gesehen in Uhrzeigerrichtung. Wie ersichtlich, ist die Windungsrichtung
(Pfeil B) des Fadenführungselementes 11 von oben gesehen entgegengesetzt zu der
Fadenrotationsrichtung A, d. h. sie verläuft hier von oben aus gesehen in Gegenuhrzeigerrichtung.
Dies ist besonders vorteilhaft. Die Erfindung ist-jedoch hierauf nicht beschränkt,
da es auch möglich ist, die Windungsrichtung des Fadenführungselementes gleichsinnig
zu der Rotationsrichtung des Fadens des Fadenballones vorzusehen, wobei es dann
im allgemeinen jedoch zweckmäßig ist, den lichten Abstand zwischen sich überlappenden
Windungen des Fadenführungselementes etwas größer als bei gegensinniger Windungsrichtung
vorzusehen.
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hie besonders deutlich aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist die Steigung
des Fadenführungselementes 11 so groß getroffen, daß zwei in derselben vertikalen
Ebene - beispielsweise der Ebene E -und auf derselben Seite der Spindel 12 übereinander
liegende Stellen 14, 15 des Fadenführungselementes einen relativ großen lichten
Abstand haben, der in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ungefähr 20 mm beträgt.
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Die beiden Enden 16, 17 des Fadenführungelementes 11 sind in an sich
bekannter Weise etwas nach außen abgebogen, um das Einführen des Fadens zu erleichtern.
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In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem unteren fadenfuhrungswirksamen
Endbereich 16' des Fadenführungseleeles 1 um denjenigen Endbereich, auf welchen
der Faden des Fadenballones aufläuft und es ist besonders deutlich aus Fig. 1 zu
ersehen, daß infolge des Verlaufes dieses Endbereiches 16' in Verbindung mit dem
darüberliegenden Endbereich 17' der rotierende Faden auf diesen unteren Endbereich
16' stoßfrei aufläuft, wobei noch zu berücksichtigen ist, daß der Fadenballon durch
diesen Balloneinengungsring eingeengt wird und demzufolge der rotierende Faden,
wenn er entlang den beiden sich überlappenden Endbereichen 16', 17' des Fadenführungselementes
11 läuft, an den unteren Endbereich 16' bereits mehr oder weniger weit vor der mit
D bezeichneten "Kreuzungsstelle" ankommt, die in rvrau sicht die Stelle ist, an
der sich die Innenseite des unteren Endbereiches 16' und die Innenseite des oberen
Endbereiches 17' kreuzen. Diejenige Stelle des unteren Endbereiches 16', welche
der rotierende Faden jeweils zuerst berührt, ist ahFängiv von äer Fadenspannung,
wobei der untere, von der Spindelachse aus oesehen konkav gekrümmten Endbereich
16' so getroffen ist, daß der Faden bei allen normalerweise auftretenden Fadenspannungen
stets innerhalb des zwischen den Punkten C und D befindlichen Bereiches auf diesen
unteren Endbereich 16' aufläuft, was stofrei erfolgt. Würde der Faden dagegen auf
den unteren Endbereich zwischen der Stelle G (freies Ende) und C auftreffen, dann
,rarde dies nicht stoßfrei erfolgen. Der radiale Abstand des Punktes C von der Spindelachse
ist also so zu treffen, daß bei den normalerweise auftretenden Fadenspannungen der
rotierende Faden nicht vor dieser Stelle C, d. h. nicht in dem Bereich G - C auf
das Fadenführungselement auftrifft.
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Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Balloneinengungsring ist eine
maßstäbliche Zeichnung eines praktisch erprobten Balloneinengungsringes.
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In vielen Fällen ist es ausreichend, einen einzigen solchen Balloneinengungsring
pro Spindel vorzusehen. Doch können selbstverständlich in an sich bekannter Weise
mehrere derartige Balloneinengungsringe in axialen Abständen übereinander angeordnet
sein.
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In manchen Fällen ist es vorteilhaft, insbesondere um noch höhere
Läufergeschwindigkeiten zulassen zu können, wenn das Fadenführungselement durch
ein oder mehrere Filamente gebildet wird, in welchen die Moleküle in Filamentlängsrichtung
vorzugsorientiert sind. Die Filamente können vorzugsweise aus verstrecktem Kunststoff
bestehen. Zwei Ausführungsbeispiele sind in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Beide
Figuren zeigen je einen guergeschnittenen Ausschnitt eines Balloneinengungs-:ringes
9 bzw. 9' t Der nicht in allen Einzelheiten dargestellte ]3alloneinengungsring 9
bzw. 9' kann beispielsweise wie das Fadenführungselemexlt 11 nach Fig. 1 und 2 wendelförmig
gekrümmt sein. Jeder dieser beiden Balloneinengungsringe 9, 9' besteht aus einem
wendelförmigen Trägerkörper 21, 21', der hier aus Irofilmetalldraht besteht, in
dessen Innenseite eine bzw. drei nutförmige Rinnen eingelassen sind, die sich in
Längsrichtung des Drahtes parallel zu dessen Längsachse erstrecken, wobei in jede
solche Nut ein Filament 23 runden Querschnitts formschlüssig und fest eingesetzt
ist. Das Filament 23 kann vorzugsweise aus einem eine geringe Reibung mit dem Faden
aufweisenden Kunststoff bestehen, wobei der Kunststoff zweckmäßig ein hochpolymerer
Kunststoff ist und so verstreckt ist, daß seine Fadenmoleküle in Längsrichtung des
Filamentes vorzugsorientiert
sind. Besonders geeignet als Kunststoffe
sind Olefinpolymerisate, vorzugsweise Polyäthylen und Polypropylen, oder Polyfluoräthylen,
vorzugsweise Polytetrafluoräthylen oder Polytrifluoräthylen.
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In dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft
das wendelförmige Fadenführungselement 11 im wesentlichen entlang einer geometrischen
konischen Fläche, die durch die strichpunktierten Linien 27 der Fig. 2 angedeutet
ist, so daß der Abstand des Fadenführungselementes 11 von der Längsachse der Spindel
12 in ahwärtiger Richtung zunimmt. Dies hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen,
doch ist die Erfindung hierauf in keiner Weise beschränkt.
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So kann diese Wendel auch entlang irgendeiner anderen geometrischen
Fläche verlaufen, die im wesentlichen rotations-,symmetrisch ist, beispielsweise
im wesentlichen eine Kontur hat, die ein Abschnitt einer Parabel ist, oder dergleichen.
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Oder die Wendel kann ggf. ungefähr entlang einer Schraubenlinie verlaufen,
usw.