DE2753415C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Doppeldraht-Zwirn­ mechanismus der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Bei derartigen Zwirnmechanismen wickelt sich der Faden von einer Spule ab, die auf einem Spulenträger befestigt ist, der koaxial zu einer Hohlspindel angeordnet ist, wo­ bei der Faden in das obere offene Ende der Hohlspindel eintritt und die Spule durchläuft und über einen sich in Radialrichtung erstreckenden Führungskanal austritt, der mit der Hohlspindel fest verbunden ist. Der Faden läuft dann zu einem festen Fadenführer, der in Verlängerung der Achse der Spindel angeordnet ist und den Faden zu einer Aufnahmespule führt. Jede Umdrehung der Spindel ruft da­ durch zwei Garnumdrehungen hervor, wenn der Spulenträger im Raum feststeht. Um diese Bedingungen zu erfüllen, ist es nicht möglich, direkte Verbindungsmittel zwischen dem Spulenträger und der festen Lagerung des Zwirnmechanis­ mus vorzusehen, in dem sich die Spindel dreht, weil der Spulenträger vollständig von einem Fadenballon umgeben ist, der sich mit der Spindel dreht.

Um diese Unbeweglichkeit des Spulenträgers zu erreichen, ist ein Doppeldraht-Zwirnmechanismus der eingangs genann­ ten Art bekannt (DE-PS 8 60 916), bei dem der Spulenträger drehbar auf der Spindel befestigt ist, die ihrerseits in einer festen Lagerung drehbar gelagert ist. Weiterhin ist eine drehbare Baugruppe vorgesehen, die ebenfalls an der festen Lagerung drehbar befestigt ist, jedoch ent­ lang einer Achse, die einen bestimmten Winkel mit der Achse der Spindel bildet. Diese Baugruppe ist weiterhin drehbar in Wälzlagern angeordnet, die in entsprechender Richtung auf dem Spulenträger angeordnet sind. Da sich der Spulen­ träger nicht gleichzeitig um zwei Achsen drehen kann, ist er gegen eine Drehung festgelegt. Bei dem bekannten Zwirn­ mechanismus ist die Baugruppe durch zwei ringförmige Teile gebildet, die auf den Lagern auf der festen Lagerung und dem Spulenträger gelagert sind und die durch zwei Stifte miteinander verbunden sind, die sich durch Bohrungen in dem Halterungsteil der rotierenden Scheibe hindurch er­ strecken. Im Bereich des Mittelpunktes der sich schnei­ denden Achse sind die Stifte mit kugelförmigen Körpern versehen, die in in den Bohrungen des Halterungsteils an­ geordneten Büchsen gleiten, so daß die Baugruppe mit dem Halterungsteil gekuppelt ist und sich mit diesem dreht. Aufgrund der Reibung zwischen den kugelförmigen Körpern und den Büchsen ergibt sich jedoch eine schnelle Abnut­ zung und ein Spiel zwischen diesen kugelförmigen Körpern und den Büchsen, wodurch ein Austausch erforderlich wird, der nur durch vollständiges Zerlegen des Doppeldraht- Zwirnmechanismus durchgeführt werden kann. Weiterhin er­ gibt diese Art der Kupplung keinen einwandfrei homokine­ tischen Antrieb der Baugruppe, so daß keine hohen Drehge­ schwindigkeiten der Spindel möglich sind, wenn Stöße und Schwingungen vermieden werden sollen. Gemäß einer Ausfüh­ rungsform dieses bekannten Zwirnmechanismus können die ku­ geligen Körper sowie die Führungen auch durch elastische Gelenke, Kautschukteile oder deformierbare Metallteile er­ setzt werden, die eine axiale Verschiebung und die Nei­ gungsbewegung der Streben gestatten. Auch hierbei würde sich jedoch kein einwandfrei homokinetischer Antrieb der Baugruppe ergeben und der Austausch dieser elastischen Kupplungseinrichtungen wäre nach wie vor schwierig. Der Ersatz dieser elastischen Kupplungseinrichtungen durch klassische homokinetische Gelenke ist nicht ohne weite­ res möglich, weil diese kompliziert sind, einen großen Raumbedarf und hohe Kosten aufweisen und weil diese Ge­ lenke im Bereich des radialen Führungskanals für den Aus­ tritt des Fadens angeordnet sein müssen, der im Bereich des Mittelpunktes der beiden Achsen angeordnet sein soll­ te.

Es ist weiterhin ein Doppeldraht-Zwirnmechanismus bekannt (US-PS 25 21 601), bei dem die Baugruppe auf einer zur Achse der Spindel parallelen Achse, jedoch mit seitlicher Versetzung hierzu angeordnet ist, um ebenfalls einen Still­ stand des Spulenträgers zu erreichen. Hierbei sind die Bau­ gruppe und die Spindel über eine elastische Kupplungsein­ richtung in Form eines Gummiringes miteinander verbunden, der über zwei erste Stifte entlang eines ersten Durchmes­ sers mit der Spindel und über zwei zweite zu dem ersten Durchmesser unter einem rechten Winkel angeordnete Stifte mit der Baugruppe verbunden ist. Eine Anordnung eines der­ artigen Gummiringes im Bereich der sich schneidenden Achsen eines Zwirnmechanismus der eingangs genannten Art ist je­ doch nicht möglich, da in diesem Fall die Anordnung des ra­ dialen Führungskanals für den Faden im Bereich dieses Mit­ telpunktes nicht möglich sein würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Doppeldraht- Zwirnmechanismus der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfachem Aufbau einen gleichförmigen Antrieb der drehba­ ren Baugruppe ausgehend von der Spindel selbst bei hohen Drehgeschwindigkeiten ermöglicht und einen geringen Raum­ bedarf aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er­ findung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Doppeldraht- Zwirnmechanismus ergibt sich ein einfacher Aufbau der ein­ zelnen Teile des Mechanismus, wobei an diese Teile keine hohen Toleranzforderungen gestellt werden müssen. Dennoch ergibt sich ein sehr gleichförmiger homokinetischer Antrieb der Baugruppe ausgehend von der Spindel, so daß hohe Dreh­ geschwindigkeiten ohne Stöße und Schwingungen erreichbar sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an­ hand der Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Ausführungsform des Doppeldraht-Zwirnmechanismus entlang der Ebene, die die beiden gegeneinander geneigten Achsen enthält,

Fig. 2 eine Draufsicht im Schnitt entlang der Li­ nie II-II,

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, jedoch nach einer Drehung der Spindel um eine viertel Umdrehung.

In den Zeichnungen ist die untere feste Lagerung in Form eines Lagers 1 der Spindel 2 zu erkennen, deren oberes Ende über ein weiteres Lager 3 den Spulenträger 4 trägt, der im Raum unbe­ weglich gehalten werden soll. Es ist weiterhin eine drehbare Baugruppe 5 mit im wesentlichen zylindrischer Form zu erkennen, die einstückig ausgebildet ist und die an ihrem unteren Ende an einem starren Lager 6 mit zwei Kugelreihen mit schräger Kon­ taktfläche befestigt ist, das wie das Lager 1 am Rahmen 7 des Zwirnmechanismus befestigt ist, während das obere Ende der Bau­ gruppe 5 in einem weiteren Lager 8 mit einer einzigen Kugel­ reihe befestigt ist, das in einem Verbindungsstück 4 a befestigt ist, das mit dem Spulenträger 4 fest verbunden ist. Es ist zu erkennen, daß das einfache Lager 8 durch ein Lager irgendeiner anderen Art ersetzt werden kann.

Das Verbindungsstück 4 a ist aus einem ausreichend starren Material hergestellt, das den gegeneinander geneigten Verlauf der Achsen während der Betriebsweise derart aufrechterhalten kann, daß die Drehung des Spulenträgers verhindert wird, während jedoch Fehlausrichtungen, die bei der Montage der Baugruppe auftreten, aufgenommen werden. Das Verbindungsstück 4 a kann beispielsweise aus Kunststoffmaterial hergestellt werden, so daß er durch Auf­ rasten auf dem Spulenträger 4 befestigt werden kann. Die Baugruppe 5 sowie die Lager 6 und 8 sind entlang einer Achse 9 angeordnet, die schräg gegenüber der Achse 10 der Spindel verläuft und diese Achse am Punkt 11 schneidet.

In den Figuren ist weiterhin der radiale Fadenführungskanal 12 zu erkennen, der durch eine Bohrung gebildet ist, die ent­ lang einer Achse 13 gebohrt ist und in der Ebene der Achsen 9 und 10 liegt, so daß sie durch den Mittelpunkt 11 verläuft. Dieser Fadenführungskanal 12 verläuft senk­ recht zum axialen Kanal 14 des oberen Teils der Spindel 2.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der radiale Fadenführungs­ kanal 12 in einem radialen Arm 15 eines zentralen rotierenden Halterungs­ teils 16 gebohrt, das weiterhin einen zweiten radialen Arm 17 aufweist, der in Verlängerung des ersten Armes angeordnet ist, wobei einer dieser beiden Arme, nämlich der Arm 15 durch einen kreisbogenförmigen Teil 18 verlängert ist, wie dies aus Fig. 2 zu erkennen ist. Auf diese Weise werden zumindest drei Auflageflächen geschaffen, die mit 19 in Fig. 2 bezeichnet sind und die die Anlage und die Befestigung einer rotierenden Scheibe 20 ermöglichen, die in den Fig. 1 und 3 zu erkennen ist und die in bekannter Weise zur Erleich­ terung der Ausbildung des Fadenballons dient. Auf diese Weise ist die Scheibe 20 über das Halterungsteil 16 mit der Spindel 2 verbunden, auf der dieses Halterungsteil 16 verkeilt und be­ festigt ist.

Weiterhin ist die rotierende Baugruppe 5 in großem Umfang durch zwei diametral gegenüberliegende Öffnungen 21 ausgenommen, die das berührungslose Hindurchlaufen der beiden Arme 15 und 17 trotz der Relativbewegungen dieser beiden Teile gegeneinander ermöglichen.

Um den Antrieb der Baugruppe 5 über die Spindel 2 zu ermöglichen, wird eine flexible Membran 22 mit dünnen Wänden, beispielsweise aus Kunststoff oder aus Elastomer vorgesehen, deren Umfangsteil 23 in Form eines kreisförmigen Kranzes zwischen der auf dem rotierenden Halterungsteil 16 befestigten Scheibe 20 und einem Umfangsring 24 eingeklemmt ist, und zwar unter Verwendung der gleichen Befestigungsmittel. Ein Umfangs­ wulst 25 der Membran 22 ermöglicht eine bessere Zentrierung in den beiden Richtungen dieser Membran. Weiterhin kann bei einer abgeänderten Form dieser Umfangsteil 23 auch zwischen dem gleichen mittleren Rand der Scheibe 20 und dem rotierenden Halterungsteil 16 eingeklemmt sein, wobei gegebenenfalls auch eine kreisringförmige Scheibe 24 zwischengefügt ist.

Es ergibt sich automatisch aus der dargestellten Ausführungs­ form, daß die Ebene des Umfangsteils 23 der flexiblen Membran 22 notwendigerweise in Axialrichtung um einen bestimmten Betrag gegenüber dem Mittelpunkt 11 der beiden Achsen 9 und 10 ver­ setzt ist.

Wie dies aus Fig. 3 zu erkennen ist, ist die Baugruppe 5 ihrerseits mit einem Bundring 26 versehen, der die Befestigung des Mittel­ teils 28 der flexiblen Membran 22 zwischen diesem Bundring und aufgesetzten Teilen 27 ermöglicht. Die Ebene dieses Mittel­ teils 28 verläuft durch den Mittelpunkt 11 oder mit geringem Abstand von diesem. Der Mittelteil 28 und der Umfangsteil 23 sind miteinander über einen Zwischenteil 29 verbunden, der, wenn sich das rotierende Halterungsteil 16 in der Ruhestellung befindet, im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes aufweist, deren Höhe im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen dem Mittel­ punkt 11 und der Ebene des Umfangsteils 23 ist.

Der Bundring 26 ist an den Rändern der Öffnungen 21 unterbrochen und dies ist der Grund, warum zwei getrennte Teile 27 zur Befestigung des Mittelteils 28 der flexiblen Membran 22 ver­ wendet werden. Weiterhin weist diese Membran 22 eine Mittelöffnung 30 auf, die den Durchgang der Baugruppe 5 ermöglicht und schließlich ist die Membran 22 mit zwei diametral gegenüber­ liegenden Ausnehmungen 30 a und 30 b versehen, die in die Mittel­ öffnung 30 münden, wobei diese Ausnehmungen derart sind, daß sie das berührungslose Hindurchlaufen der beiden Arme 15 und 17 der rotierenden Baugruppe 16 ermöglichen.

Auf diese Weise wird der gewünschte Antrieb mit einer einfachen Membran 22 und einer einstückigen Baugruppe 5 erreicht, deren prak­ tisch homokinetischer Antrieb durch die Membran erreicht wird, die einer geringen rotierenden Biegung des konischen Teils aus­ gesetzt ist, wie dies insbesondere in Fig. 3 gezeigt ist. Diese rotierende Biegung ist eine Funktion des geringen Winkels zwi­ schen den Achsen 9 und 10. Der Mechanismus ermöglicht somit den gewünschten Antrieb ohne Abnutzung, ohne Geräusche und ohne übermäßige Erwärmung trotz der hohen Drehgeschwindigkeiten der Spindel 2, wobei sich ein einfacher Aufbau ergibt.

Obwohl bei der beschriebenen Ausführungsform die flexible Membran 22 an der Baugruppe 5 mit ihrem Mittelteil 28 befestigt ist, ist es verständlich, daß auch eine umgekehrte Anordnung ohne weiteres möglich ist, d. h. eine Anordnung, bei der der Umfangsteil 23 der Membran 22 an der Baugruppe 5 befestigt ist, die in diesem Fall einen geeigneten Bundring mit großem Durchmesser aufweist.

Claims (5)

1. Doppeldraht-Zwirnmechanismus mit einer rotierenden hohlen Spindel, die in einer festen Lagerung dreh­ bar gelagert ist und die von dem Faden durchlaufen wird, der sich von einer Spule abwickelt, die von einem Spulenträger getragen wird, in welchem die Spindel drehbar ist, mit einem mit der Spindel ver­ bundenen und einen sich in Radialrichtung erstrecken­ den Führungskanal für den Austritt des Fadens aufwei­ senden Halterungsteil für eine rotierende Scheibe, die die Bildung des Fadenballons um die Spule si­ cherstellt, mit einer Baugruppe, die einerseits an der festen Lagerung der Spindel und anderer­ seits an dem Spulenträger entlang einer Drehachse gelagert ist, die gegenüber der Achse der Spindel geneigt ist und diese in einem Mittelpunkt schnei­ det, der auf der Achse des radialen Führungskanals liegt, und mit einer elastischen Kupplungseinrich­ tung zwischen dem Halterungsteil und der Baugruppe, die eine Drehung der Baugruppe um die Drehachse syn­ chron mit der Drehung der Spindel um deren Achse sicherstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Kupplungseinrichtung durch eine Membran (22) gebildet ist, die einen Mittelteil (28), der am Außenumfang der drehbaren Baugruppe (5) be­ festigt ist, einen Umfangsteil (23), der an der ro­ tierenden Scheibe (20) befestigt ist und einen ver­ formbaren Zwischenteil (29) aufweist, der den Mittel­ teil (28) mit dem Umfangsteil (23) verbindet.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Halterungsteil (16) einen sich in Radialrichtung erstreckenden Arm (15) ein­ schließt, in dem der Führungskanal (12) ausgebildet ist.

3. Mechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die drehbare Baugruppe (5) an ihrem unteren Ende von einem die genaue Rich­ tung der Achse (9) der drehbaren Baugruppe festlegen­ den Lager (6) mit zwei Wälzlagerelementen-Reihen ge­ lagert ist und daß diese Baugruppe (5) an ihrem ande­ ren Ende in einem oberen Lager (8) drehbar gelagert ist, das von dem Spulenträger (4) über ein elastisches Verbindungsstück (4 a) mit einer Form gehaltert ist, die durch die Neigung der Drehachse (9) bestimmt ist.

4. Mechanismus nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die drehbare Baugruppe (5) einstückig in Form einer zylindrischen Hülse mit einem in der Mitte liegenden Bundring (26) im we­ sentlichen in der Höhe des Mittelpunktes (11) ausge­ bildet ist, daß die Hülse (5) eine senkrecht zur Achse verlaufende zylindrische Querbohrung (21) aufweist, daß das Halterungsteil (16) einen zweiten radialen Arm (17) aufweist, der in Verlängerung mit dem ersten Arm (15) einstückig ausgebildet ist, daß die Arme (15, 17) ei­ nen geringeren Querschnitt aufweisen als die querver­ laufende Bohrung (21) der Hülse (5), so daß die Arme (15, 17) in die Querbohrungen (21) der Hülse (5) einführbar sind, daß der Arm (15) an seinem einen Ende in einem kreisbogenförmigen Teil (18) endet, der in Querrich­ tung die Auflagefläche für die Scheibe (20) ver­ größert, und daß der Mittelteil des Halterungsteils (16) seinerseits eine Querbohrung zur Befestigung auf der Spindel (3) aufweist.

5. Mechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mittelteil (28) der Membran (22) mit zwei getrennten, an dem Bundring (26) der Hül­ se (5) befestigten Bögen ausgebildet ist, daß der Um­ fangsteil (23) an der rotierenden Scheibe (20) ober­ halb der Ebene des zweiten Armes (17) mit Befestigungsmitteln (19) befestigt ist, und daß der verformbare Zwischenteil (29) eine Ausnehmung (30, 30 a, 30 b) aufweist, die den Durchgang der Hülse (5) und der radialen Arme (15, 17) ermöglicht.