DE2500669A1

DE2500669A1 - Spinnring

Info

Publication number: DE2500669A1
Application number: DE19752500669
Authority: DE
Inventors: Jack Doleman; William Henry Hills
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1974-01-10
Filing date: 1975-01-09
Publication date: 1975-07-17
Also published as: US3866404A; ZA75164B; ES433608A1; IL46411A; AR206803A1; BR7500148A; FR2257713A1; IT1028264B; NL7500151A; RO71518A; BE824239A; JPS50100324A; LU71606A1; AU7719775A; FR2257713B3; CS180033B2; IL46411A0; SE7500189L; DD115716A5

Description

DR. BER(J DIP^.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCtiWABE DR. DR. SANDMAIR

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Anwaltsakte 25 700 9. JAsL 1975

Monsanto Company
St. Louis, Missouri/USA

Spinnring

Die Erfindung bezieht sich auf Ringanordnungen für Textilmaschinen, wie sie in der Regel als Spinnringe bezeichnet werden, sowie auf Verfahren zu deren Verwendung zum Spinnen und Zwirnen.

Die Spindelgeschwindigkeiten der Ringanordnungen sowie der bei ihnen auftretende Ballonzug sind durch die beim Umlauf des Ringläufers oder Travellers entlang dem inneren Umfang

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Vl/Lp

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r (089) 98 8272 8 München 80, Mauerkircherstraße 45 Banken: Bayerische Vereinsbank München 453100

987043 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bank München 3892623

3310 TELEX: 05 24 560 BERG d Postscheck München 653 43 - 808

des Ringes entstehende Reibungswärme begrenzt. Im Laufe des Betriebs einer solchen Vorrichtung nützen sich die gewöhnlich aus thermoplastischem Material gefertigten Traveller ziemlich schnell ab oder können gar schmelzen, wenn sich der Ring bei zunehmenden Umlaufgeschwindigkeiten und Spannungen des Spinnstranges übermäßig stark erwärmt. Unter dem Einfluß der Reibungswärme kommt es ferner zu Änderungen der Viskosität, und bei übermäßiger Erwärmung auch zum Verdampfen des der Oberfläche des Ringes zugeführten Schmiermittels.

Die Erfindung schafft eine verbesserte Ringanordnung sowie ein Verfahren für die Anwendung einer solchen Ringanordnung zum Spinnen und Zwirnen von Faser- und Fadenmaterial.

Insbesondere schafft die Erfindung eine Ringzwirnanordnung mit einer Ringhaiterung, einem daran befestigten metallenen Ring, einer Einrichtung zum Zuführen von Schmierstoff zum Ring und Einrichtungen für den Zwangsumlauf einer zur Wärmeübertragung geeigneten Flüssigkeit in wärmeleitender und vorzugsweise in direkter Berührung mit dem Ring.

Ferner schafft die Erfindung ein Verfahren zum Spinnen und Zwirnen einer Vielzahl von Fasern und Fäden wie Draht oder anderen mineralischen Fasern oder organischen Fasern auf

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einer Ringzwirnmaschine, welche einen feststehend gehaltenen und geschmierten metallenen Ring und einen das Faser- oder Fadenmaterial führenden, mit dem Ring zusammenwirkenden Ringläufer oder Traveller aufweist, wobei gemäß der Erfindung vorgesehen ist, daß eine Kühlflüssigkeit unter wärmeübertragender Verbindung mit dem Ring in Zwangsumlauf gehalten wird.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Ringanordnung ermöglicht einen Betrieb mit höheren Umlaufgeschwindigkeiten des Ringläufers und unter höherem Ballonzug ohne entsprechende Verkürzung der Betriebslebensdauer des aus Kunststoff geformten Ringläufers und ohne nennenswerte Änderungen der Viskosität oder anderer Eigenschaften des Schmierstoffs.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 eine senkrechte Schnittansicht einer derartigen Ringanordnung mit Einrichtungen für den Zwangsumlauf einer wärmeübertragenden Flüssigkeit in wärmeleitender Berührung mit dem Ring,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Ringanordnung,

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Fig. 3 eine Teilansicht einer anderen Ausführung einer Ringanordnung in senkrechtem Schnitt,

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Schnittansicht einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Ringanordnung und

Fig. 5 eine weitere Schnittansicht noch einer anderen Ausführung der erfindungsgemäßen Ringanordnung.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung zum Aufwickeln eines Strangs auf eine auf einer angetriebenen Spindel 14 sitzende Spule 12. Der Strang 10 ist durch einen gleitend auf einem Ring angeordneten Ringläufer oder Traveller 16 hindurchgeführt. Der Ring 20 ist seinerseits an einer Halterung 22 befestigt. Bei seinem Umlauf um den Ring 20 berührt der Ringläufer 16 den Ring an zwei Stellen 24, 26. Für die Führung des Strangs 10 hat der Ringläufer 16 einen abriebfesten Einsatz 18. Der Ring 20 ist entlang seinem Umfang von einem Kanal 28 für den Umlauf einer Kühlflüssigkeit in direkter Berührung mit dem Ring umgeben. Eine Düse 30 dient dazu, ein Schmieröl auf die Oberfläche des Rings 20 aufzusprühen. Unter dem Drehantrieb der Spindel 14 wird der Strang durch den Ringläufer 16 hindurchgezogen und auf die Spule 12 gewickelt. Bei höheren Drehzahlen der Spindel und stärkerem Zug des

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Ballons 34 des Strangs 10 ergibt sich beim Umlauf des Läufers 16 entlang dem Ring 20 eine erhöhte Reibung an den Punkten 24 und 26. Aufgrund der erhöhten Reibung kann sich der Ring so stark erwärmen, daß ein herkömmlicher, mit Kunststoff beschichteter oder aus Nylon geformter Ringläufer verstärktem Verschleiß ausgesetzt ist oder gar schmilzt. Wie man in Fig. 2 erkennt, sind an dem Kanal eine Zuleitung 36 und eine Rückleitung 38 für eine Kühlflüssigkeit angeschlossen. Zwischen den beiden Leitungen 36 und 38 hat der Kanal 28 eine Trennwand 40, so daß dem Kanal 28 mittels einer (nicht gezeigten) Pumpe oder einer anderen Einrichtung über die Zuleitung 36 zugeführte Kühlflüssigkeit im wesentlichen nur über die Rückleitung 38 ausfließen kann.

Andere Ausführungsformen einer durch Zwangsumlauf gekühlten Ringanordnung sind in Pig. 3 bis 5 dargestellt. In diesen Figuren erkennt man jeweils einen Ring 42 bzw. 44 bzw. 46, welcher an einer Halterung 48 bzw. 50 bzw. 52 befestigt ist und einen Kanal 54 bzw. 56 bzw. 58 für den Umlauf der Kühlflüssigkeit in wärmeleitender Verbindung mit dem betreffenden Ring aufweist. Im Falle von porösen Sintermetallringen können anstelle der in Fig. 1 gezeigten Sprühdüse 30 für das Schmieröl Schmierstoffkanäle 60, 62 in den Ringen 42 bzw. 44 selbst gebildet sein, denen ein Schmierstoff unter natürlichem Gefälle zugeführt wird.

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Ein Verfahren unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Anordnung ermöglicht im Betrieb eine beträchtliche Steigerung der Spindeldrehzahl sowie des Ballonzugs. Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Anwendung in solchen Fällen, in denen zur Vermeidung von Kinken und Schlingen und zur Erzielung einer gleichmäßigen Zwirnung ein Ballonzug von mehr als 1000 gramm am zulaufenden Trum notwendig ist.

Die entstehende Reibungswärme scheint mit der Zunahme des Produkts aus Ballonspannung und Umlaufgeschwindigkeit des Travellers zuzunehmen. Bei einer Erhöhung entweder der Umlaufgeschwindigkeit des Travellers oder des Ballonzugs kommt es also zu einer stärkeren Erwärmung des Rings aufgrund der stärkeren Reibung zwischen ihm und dem Traveller. Zwar ist auch für das erfindungsgemäße Verfahren eine gute Schmierung des Rings notwendig, ein wesentliches Merkmal ist jedoch, wie nachstehend anhand eines Beispiels erläutert, die Zwangsumlaufkühlung des Rings mit einem flüssigen Kühlmittel. Bei erhöhter Spindeldrehzahl und höherem Ballonzug würde sich sonst die Viskosität des Schmierstoffs ändern, bis der Schmierstoff bei weiterer Erwärmung verdampft oder verraucht. Bei Verwendung eines herkömmlichen Ringläufers oder Travellers aus Kunststoff, insbesondere aus Nylon, bewirkt die übermäßige Erwärmung des Rings einen

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erhöhten Verschleiß und schließlich sogar das Schmelzen des Ringläufers. Beim Spinnen oder Zwirnen von sehr schweren organischen Pasersträngen oder beim Verarbeiten von Material wie etwa Draht oder Bastfasern besteht die Gefahr, daß sich im Ballon Kinken oder Schlingen bilden. Derartige Kinken oder Schlingen können den Ringläufer nicht oder nur schwer passieren, so daß dieser brechen oder ausgehängt werden kann. Um die Ausbildung von Kinken oder Schlingen zu verhindern, wird mit erhöhtem Ballonzug gearbeitet, was, wie vorstehend erläutert, zu erhöhter Reibung zwischen dem Ring und dem Läufer führt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren, während des Spinnens oder Zwirnens eine Kühlflüssigkeit in wärmeleitender Berührung mit dem Ring in Zwangsumlauf zu setzen und damit die entstehende Wärme aus dem Ring abzuführen, sind die durch erhöhte Reibungswärme bei höheren Spindeldrehzahlen und höherem Ballonzug hervorgerufenen Schwierigkeiten behoben.

Abgesehen von den Einrichtungen für den Zwangsumlauf des Kühlmittels und der dadurch erhöhten Leistungsfähigkeit hat die Ringanordnung einschließlich des verwendeten Ringläufers oder Travellers, gleich ob dieser aus Metall oder Kunststoff ist, sowie der Schmierung durch Aufsprühen des Schmiermittels oder, bei porösem Ring, durch natürliches Gefälle den gleichen Aufbau und die gleiche Wirkungsweise wie bekannte Anordnungen.

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Im Betrieb der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, von einer Zuführeinrichtung, etwa einer Pumpe, durch einen Kanal geleitet, welcher in bezug auf den Ring so angeordnet ist, daß die Flüssigkeit Wärme vom Ring abführt. Die beste Wärmeübertragung vom Ring auf die Kühlflüssigkeit ist bei direkter Berührung zwischen der Flüssigkeit und dem Ring erzielbar, die Vorteile der Erfindung lassen sich jedoch auch mit den in Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsformen erzielen, in denen die durch den jeweiligen Kanal geleitete Flüssigkeit nicht in unmittelbare Berührung mit dem Ring kommt, sondern nur in indirekte wärmeübertragende Verbindung damit tritt, etwa über ein den Ring entlang seinem äußeren Umfang umgebendes kupfernes Rohr.

Aus den vorstehend dargelegten Gründen ermöglicht die Erfindung eine Ausdehnung der Ringzwirntechnik auf Fasern und Fäden wie Draht, speziell Stahldraht etwa für die Verstärkung von Reifen, auf Mineralfasern wie Glasfaser und organische Fasern wie Nylon, Polyester, Bastfasern einschließlich Hanf, Jute und Sisal, Spaltfolien, Schaumstoff-Fasern und dergl..

In der Anwendung der Erfindung verdient zwar Wasser als Kühlmittel den Vorzug, es können jedoch auch andere Kühlflüssigkeiten einschließlich wässriger Gemische verwendet werden.

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Anwendungsbeispiel;

Unter Verwendung eines durch Zwangsumlauf von Wasser direkt gekühlten Zwirnrings mit einem Durchmesser von 18,4 cm und einer Höhe von 2,54 cm sowie eines gänzlich aus Nylon geformten Travellers wurde ein Garn mit 1,06 Z-Drehungen pro cm unter den folgenden Betriebsbedingungen erzeugt:
Spindeldrehzahl: 6400 U/min

Umlaufgeschwindigkeit des

Travellers: ca. 6200 U/min

Zulaufgeschwindigkeit: ca. 58 m/min

Schmierung: SAE 30 spray, 6 Tropfen/

min Gewicht des Travellers: 3,24 g

Ballonzug: ca. 143 gramm (2200 grains)

mittlerer Wasserdurchlauf: 30,3 l/h.

Nach einer durchgehenden Betriebszeit von 63 min wurde die Ringzwirnmaschine stillgesetzt, um den Traveller zu untersuchen. Dabei wurde ein von dem durchlaufenden Garn verursachter schwacher Diagonaleinschnitt festgestellt. Die Stelle, an welcher der Traveller mit dem Ring in Berührung kam, entsprechend dem Punkt 26 in Fig. 1, zeigte nur geringe Abnützung.

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Zu Vergleichszwecken wurden unter den gleichen Betriebsbedingungen mit derselben Ringzwirnmaschine drei Versuchsläufe ohne Kühlmittelzufuhr durchgeführt. Bei diesen wurde der Betrieb jeweils nach 2 min 30 see, 2 min 20 see bzw. 2 min 7 see zwangsläufig wegen Bruch des Travellers unterbrochen. Die Sichtprüfung des Travellers ergab in jedem Falle, daß das Nylon im Bereich der Bruchstelle geschmolzen war.

- Patentansprüche -

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Claims

(\J) Ringspinn- oder -zwirnanordnung mit einer Ringhaiterung, einem an dieser befestigten metallenen Ring und einer Einrichtung zum Schmieren des Rings, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (28, 36, 38; 54; 56; 58) für den Zwangsumlauf einer wärmeübertragenden Flüssigkeit in wärmeleitender Verbindung mit dem metallenen Ring.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28) für den Zwangsumlauf der wärmeübertragenden Flüssigkeit in direkter Berührung mit dem Ring (20) steht.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeübertragende Flüssigkeit Wasser ist.
4. Verfahren zum Spinnen oder Zwirnen einer Anzahl von Fasern oder Fäden mittels einer Ringzwirnanordnung, welche einen an einer Halterung befestigten und geschmierten metallenen Ring sowie einen mit diesem zusammenwirkenden, von den Fasern bzw. Fäden durchlaufenen Ringläufer oder Traveller aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der metallene Ring durch Zwangsumlauf einer wärmeübertragenden Kühlflüssigkeit in wärmeleitender Verbindung mit dem Ring gekühlt wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, · daß die Pasern oder Paserstränge Drähte, mineralische Pasern, Glasfasern oder Pasern aus organischem Material s ind.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmeübertragende Flüssigkeit Wasser verwendet und in direkte Berührung mit dem Ring gebracht wird.

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