DE3728213A1 - Zwirneinrichtung mit dreifacher drallerteilung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zwirneinrichtung umfassend eine ro­ tierend antreibbare, vertikale, auf mindestens einem Teil ihrer Länge eine Axialbohrung aufweisende Spindel, mindestens einen auf der Spindel drehbar gelagerten, durch eine Magnetanordnung gegenläufig antreibbaren Spulenträger mit mindestens einer Spule des zu verzwirnenden Materials, einen den Spulenträger umschließen­ den, mit dem Spulenträger rotierenden Innenmantel und einen Außen­ mantel, wobei das zu verzwirnende Material von der rotierenden Spule unter Berührung der Innenumfangsfläche des rotierenden Innen­ mantels nach oben abgezogen wird und nach unten durch die Axial­ bohrung der Spindel läuft, unterhalb des Spulenträgers radial in Richtung der Innenumfangsfläche des Außenmantels geführt wird und in Form eines Fadenballons längs der Innenumfangsfläche des Außen­ mantels zu einer koaxial mit der Spindel gelegenen Fadenführungs­ stelle oberhalb des Spindelendes verläuft und durch diese abgezo­ gen wird.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE-OS 30 25 698 bekannt.

Bei dieser bekannten Ausführungsform hat sich der radial in Rich­ tung der Innenumfangsfläche des Außenmantels geführte Faden an die Außenumfangsfläche des gegenläufig zur Spindel rotierenden Innen­ mantels angelegt, wodurch hohe Fadenspannungen erzeugt wurden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde diese hohen Fadenspannungen zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Außenmantel mit der Spindel umläuft. Es hat sich gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Fadenballon sich an die Innenumfangsfläche des Außenmantels im wesentlichen auf dessen ganzer Höhe anlegt.

Es ist möglich, daß oberhalb des Innenmantels und des Außenmantels eine Deckelanordnung angeordnet ist, welche die Fadenführungsstelle umfaßt. Durch diese Konstruktion kann die Fadenspannung weiter vermindert werden.

Es ist weiter möglich, daß die Magnetanordnung im Bereich der Deckelanordnung vorgesehen ist. Diese Anordnung bringt den Vorteil, daß die von dem Magnetfeld zu durchsetzende Materialschicht reduziert und unter Umständen völlig eli­ miniert werden kann. Diese Anordnung ist insbesondere dann verhältnismäßig leicht konstruktiv zu beherrschen, wenn die deckelseitigen Magnete stationär angeordnet sind und ein Wanderfeld erzeugen, welches auf die spulenträgersei­ tigen Magnete wirkt.

Die spulenträgerseitigen Magnete können am oberen Ende des Innenmantels angebracht sein. Dies bedeutet, daß der Innen­ mantel bis in den Bereich der Deckelanordnung hochgezogen ist, wodurch der Trenneffekt zwischen dem zwischen Innenmantel und Außenmantel sich bildenden Fadenballon einerseits und dem von der Spule ablaufenden Faden andererseits, verbessert ist.

Durch die Anordnung der Magnete im Bereich der Deckelanordnung ergibt sich auch die Möglichkeit, die Magnete auf einen ver­ hältnismäßig großen Radius zu setzen und dadurch die Dreh­ momentübertragung zu erleichtern, auch wenn der Magnetspalt verhältnismäßig groß ist.

Wenn die spulenträgerseitigen Magnete an dem Innenmantel an­ gebracht sind, so sieht man - um die Spule ohne Abnahme der spulenträgerseitigen Magnete in die Einrichtung einsetzen zu können - vorteilhafterweise eine solche Lage der spulen­ trägerseitigen Magnete vor, daß diese außerhalb des jewei­ ligen Maximalumfangs der Spule zu liegen kommen.

Es ist denkbar, daß die Deckelanordnung ausschließlich einen stationären Deckel umfaßt. In diesem Fall braucht der Spalt zwischen den stationären Magneten im Bereich des stationären Deckels und den spulenträgerseitigen Magneten nur so groß zu sein, daß der rotierende Fadenballon Durch­ tritt findet. Bei dieser Ausführungsform erzielt man also das Übertragungsmoment für den Spulenträger mit einer rela­ tiv kleinen Anzahl von relativ kleinen Magneten. Man nimmt bei dieser Ausführungsform in Kauf, daß der rotierende Faden­ ballon im Bereich der Deckelanordnung gegebenenfalls über die Innenumfangsfläche des stationären Deckels streift oder stehender Luft ausgesetzt ist.

Der stationäre Deckel kann einteilig ausgebildet sein und die stationären Magnete tragen; in diesem Fall muß man zum Einsetzen der Spule den stationären Deckel mit den stationären Magneten abnehmen, was angesichts der langen Laufzeiten einer Einrichtung bis zur Erschöpfung einer Spule ohne weiteres akzeptabel ist.

Es ist aber auch denkbar, daß der stationäre Deckel mit einem stationären Ringdeckelteil und einem stationären Zentraldek­ kelteil ausgeführt ist. Bei dieser Ausführungsform können die stationären Magnete an dem stationären Ringdeckelteil angebracht sein und es braucht zum Zwecke des Einsetzens einer neuen Spule lediglich der Zentraldeckelteil vom Ring­ deckelteil gelöst zu werden, wobei natürlich dafür Sorge getragen sein muß, daß der Innendurchmesser des stationären Ringdeckelteils größer ist als der maximale Durchmesser der Spule. Der stationäre Ringdeckelteil kann dabei seinerseits lösbar oder auch so ausgebildet sein, daß er ständig an dem ihn tragenden Träger verbleibt.

Nach einer weiteren zwirntechnisch bevorzugten Ausführungs­ form ist vorgesehen, daß die Deckelanordnung einen auf den Außenmantel aufgesetzten, mit dem Außenmantel rotierenden Deckel umfaßt; in diesem Fall muß der Magnetspalt zwischen den stationären Magneten und den spulenträgerseitigen Mag­ neten derart bemessen sein, daß er dem rotierenden Faden­ ballon und dem rotierenden Deckel Durchtritt gewährt. Zwirn­ technisch ist diese Ausführungsform deshalb bevorzugt, weil der Fadenballon bei dieser Ausführungsform auch im Bereich der Deckelanordnung an der Innenumfangsfläche eines rotie­ renden Deckels zur Anlage kommen kann, also keine schlei­ fende Relativbewegung gegenüber der Deckelanordnung ausführt und nicht stehender Luft ausgesetzt ist. Von der Konstruktion her erfordert diese Ausführungsform allerdings die Anordnung einer größeren Anzahl und/oder größer bauender Magnete, um über den größeren Spalt hinweg das notwendige Übertragungs­ moment für den Spulenträger bereitstellen zu können. Dabei ist aber zu bedenken, daß der rotierende Deckel mit verhält­ nismäßig geringer Wandstärke aus einem den Magnetfluß nicht behindernden Werkstoff, z.B. glasfaserverstärktem Kunststoff, hergestellt sein kann, so daß auch bei dieser Ausführungsform die Anbringung der Magnetanordnung im Deckelbereich sich als vorteilhaft erweist.

Bei der Ausführungsform mit rotierendem Deckel können die stationären Magnete auf einem stationären Deckel angeordnet sein, welcher wenigstens den radial äußeren Randbereich des rotierenden Deckels überdeckt. Wenn darüberhinaus eine voll­ ständige Überdeckung des rotierenden Deckels zusätzlich in Betracht gezogen wird, so einmal im Hinblick auf die, wie oben dargetan, nicht ausgeschlossene zentrumsnahe Lage der Magnetanordnung und zum anderen im Hinblick auf die Abschir­ mung von Luftwirbel , welche durch den rotierenden Deckel erzeugt werden können und welche sich im Aufstellraum stö­ rend bemerkbar machen können. Sind die stationären Magnete an einem stationären Deckel angebracht, so kann es zur Vor­ bereitung der Abnahme des rotierenden Deckels notwendig sein, auch diesen stationären Deckel abnehmbar zu machen. Dies kann auf einfachste Weise so geschehen, daß der statio­ näre Deckel gemeinsam mit dem rotierenden Deckel abnehmbar ist, d.h. also beim Abnehmen des rotierenden Deckels ein­ fach mitgenommen wird. Es ist aber auch möglich, daß der rotierende Deckel aus einem rotierenden Ringdeckelteil und einem rotierenden Zentraldeckelteil besteht und daß der stationäre Deckel lediglich den rotierenden Ringdeckelteil überdeckt. Dann kann man den rotierenden Zentraldeckelteil von dem rotierenden Ringdeckelteil abnehmbar machen und damit die Spule nach Abnahme des rotierenden Zentraldeckel­ teils einsetzen, ohne daß eine Lageveränderung der statio­ nären Magnete und der spulenträgerseitigen Magnete notwendig ist. Man wird auch hier wieder dafür sorgen, daß der Innen­ radius des rotierenden Ringdeckelteils größer ist als der maximale Radius der Spule.

Um die Erzeugung von Luftwirbeln in dem Aufstellraum der Einrichtung durch den rotierenden Außenmantel zu unterbinden, kann man den rotierenden Außenmantel durch einen stationären Umfassungsmantel einschließen. Dies kann zusätzlich den Vor­ teil haben, daß durch einen definierten Spalt zwischen dem rotierenden Außenmantel und dem Umfassungsmantel der Energie­ bedarf für den Antrieb des rotierenden Außenmantels herab­ gesetzt wird. Ist ein solcher stationärer Umfassungsmantel vorhanden, so kann ein stationärer Deckel auf diesem statio­ nären Umfassungsmantel aufgesetzt sein. Es soll aber nicht ausgeschlossen sein, daß der stationäre Deckel auf einem Teil einer die Einrichtung tragenden Spindelbank aufgenommen wird.

Im Hinblick auf die Geringhaltung der durch die Magnetanord­ nung auf die Lagerung des Spulenträgers ausgeübten resultie­ renden Momente, die auch bei sorgfältigster Gestaltung der Magnetanordnung nicht immer völlig unterdrückt werden können ist es zweckmäßig, die Magnete der Magnetanordnung so anzubringen, daß das Magnetfeld im wesentlichen axial, bezogen auf die Spindelachse, verläuft. Grundsätzlich soll aber auch nicht ausgeschlossen werden, daß das Magnetfeld der Magnetanordnung im wesentlichen radial, bezogen auf die Spindelachse, verläuft. Die letztere Möglichkeit läßt einen stetigen Verlauf des Fadenballons mit vereinfachten Mitteln zu. In vielen Fällen wird man zu einem Kompromiss greifen müssen und das Magnetfeld der Magnetanordnung spitz­ winkelig, bezogen auf die Spindelachse, anordnen, wodurch zum einen resultierende Belastungsmomente auf die Lagerung des Spulenträgers verhältnismäßig gering gehalten werden können und andererseits die Schwierigkeiten einer stetigen Führung des Fadenballons herabgesetzt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung läßt man bevorzugt den Faden­ ballon an der glatten Innenumfangsfläche des rotierenden Aus­ senmantels laufen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Innenumfangsfläche des rotierenden Außenmantels eine Art Speicherfläche für den Faden schafft, so daß auf die bei herkömmlichen Doppeldrahtzwirnspindeln notwendige Speicherscheibe ganz oder weitgehend verzichtet werden kann. Es soll aber nicht ausgeschlossen werden, daß an der Innen­ umfangsfläche des rotierenden Außenmantels Führungsmittel für den Fadenballon angebracht sind, etwa in Form einer fa­ denführenden Nut in der Innenumfangsfläche des rotierenden Außenmantels oder in Form eines Führungskanals an der Innen­ umfangsfläche des rotierenden Außenmantels.

Es hat sich gezeigt, daß im Anlaufbetrieb der Einrichtung Unregelmäßigkeiten im Fadenlauf auftreten können, die sich dadurch vermeiden lassen, daß der Spindel eine Fadenbremse zugeordnet wird. Im stationären Betrieb ist eine solche Fadenbremse nicht unbedingt notwendig und unter Umständen aus zwirntechnologischen Gründen auch unerwünscht. Es kann deshalb vorteilhaft sein, daß die Bremswirkung der Faden­ bremse während des Betriebs veränderbar ist derart, daß im Betriebsanlauf eine größere Bremswirkung erzeugbar ist als im stationären Betrieb. Wegen der Reibung des Faden­ materials an der Innenumfangsfläche des Innenmantels ist es unter Umständen möglich, auf die Fadenbremse innerhalb der Zwirnspindel vollständig zu verzichten.

Um das Einsetzen einer neuen Spule nach Verbrauch einer alten zu erleichtern kann es vorteilhaft sein, wenn ein stationärer Deckel der Deckelanordnung an einer die Einrich­ tung tragenden Spindelbank abschwenkbar gelagert ist. Es besteht dann für die Bedienungsperson keine Notwendigkeit, den stationären Deckel während des Einsetzens einer neuen Spule vorübergehend wegzulegen. Die stationären Deckel der längs einer Spindelbank angeordneten Einrichtungen können auch gemeinsam an einem Schwenkträger angeordnet sein.

Die Antriebsleistung für den gegensinnigen Antrieb des Spulenträgers kann nach einer ersten Möglichkeit dadurch eingeleitet werden, daß in stationären Magneten der Magnet­ anordnung ein Wanderfeld erzeugbar ist, welches spulenträger­ seitigen Magneten ein Drehmoment erteilt. Diese Möglichkeit ist unabhängig von der Lage der Magnetanordnung innerhalb der Einrichtung gegeben und soll deshalb selbständigen Schutz genießen.

Es ist aber auch möglich, daß der Spulenträger, wie aus der DE-OS 30 25 698 an sich bekannt, dadurch angetrieben wird, daß die treibenden Magnete auf einem gesondert und gegenläufig zur Spindel angetriebenen Magnetträgerrotor sitzen.

Die Spindel kann in herkömmlicher Weise über ein Spindel­ band/Tangentialriemen angetrieben sein; es ist aber auch denkbar, daß die Spindel mit einem Einzelantrieb in Form eines Elektromotors, insbesondere eines Drehstrommotors ausgeführt ist. Sieht man einen solchen Einzelantrieb vor, so benötigt man für den Dreh­ strommotor eine Steuerung. Diese Steuerung kann man, da gleichzeitig auch der Spulenträger gegensinnig angetrieben ist, auch zur Steuerung des Antriebs für den Spulenträger heranziehen.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es stellen dar:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zwirneinrichtung mit stationärem Deckel;

Fig. 2 eine Abwandlung zu Fig. 1, abgewandelt hinsichtlich der Magnetanordnung;

Fig. 3 eine Ausführungsform entsprechend Fig. 1 mit ab­ schwenkbarem Deckel und Einfädelhilfe;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem zweiteiligen stationären Deckel;

Fig. 5 eine Abwandlung der Magnetanordnung bei einer Aus­ führungsform gemäß Fig. 1;

Fig. 6 eine weitere Abwandlung der Magnetanordnung bei einer Ausführungsform gemäß Fig. 1;

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem rotierenden Deckel;

Fig. 8 eine Abwandlung zu Fig. 7 und

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zwirneinrichtung mit unten sitzender Magnetanordnung.

In Fig. 1 ist eine Spindelbank mit 10 bezeichnet. Diese Spindelbank nimmt eine Vielzahl von Zwirneinrichtungen auf, von welcher nur eine dargestellt ist. Diese Zwirneinrichtung umfaßt eine Spindel 12, welche durch ein Spindellager 14 in der Spindelbank 10 gelagert ist und einen Wirtel 16 zum An­ trieb durch einen Tangentialriemen/Spindelband 18 trägt. Auf der Zwirnspindel 12 ist mittels Spulenträgerlager 20 ein Spulenträger 22 drehbar gelagert. Der Spulenträger 22 ist mit einem Zentralrohr 22 a, einem Boden 22 b und einem Innen­ mantel 22 c ausgeführt. Der Spulenträger 22 nimmt eine Spulen­ hülse 24 mit einer Spule 26 auf. Es können auch auf ein und derselben Spulenhülse 24 mehrere Spulen angeordnet sein. Weiterhin ist es denkbar, mehrere Spulen mit je einer Spulen­ hülse auf dem Spulenträger anzuordnen. Im Beispielsfall er­ kennt man nur eine einzige Spule, und es sei angenommen, daß das Material der Spule 26 gefacht und/oder vorgezwirnt ist, wie bei dem Stufenzwirnverfahren üblich. An der Spindel 16 ist ein Trägerboden 28 angebracht, welcher einen mit der Spindel 12 rotierenden Außenmantel 30 trägt. Der Innenmantel 22 c und der Außenmantel 30 reichen bis in den Bereich einer Deckelanordnung 32.

Der Außenmantel 30 ist von einem stationären Umfassungsmantel 34 umgeben, der über Stehbolzen 36 auf der Spindelbank 10 befestigt ist. Auf den Umfassungsmantel 34 ist ein stationärer Deckel 52 lösbar aufgesetzt. Der Innenmantel 22 c ist an sei­ nem oberen Ende radial einwärts eingezogen und trägt dort über seinen Umfang verteilt eine Mehrzahl von spulenträger­ seitigen Magneten M 1. An dem stationären Deckel 52 sind stationäre Magnete M 2 angebracht. Die Magnete M 1 und M 2 stehen sich in axialer Richtung, bezogen auf die Spindel­ achse, gegenüber, so daß das durch die Magnetkraft erzeugte Belastungsmoment auf die Spulenträgerlager 20 und letztlich auch auf die Spindellager 14 relativ klein gehalten werden kann. In den Magneten M 2 wird ein Wanderfeld erzeugt, welches auf die Magnete M 1 derart einwirkt, daß diese in einem zur Drehung der Spindel 12 entgegengesetzten Drehsinn angetrieben werden und zwar vorzugsweise so, daß die Drehzahl der Magnete M 1, bezogen auf die Spindelbank 10, gleich ist der Drehzahl der Spindel 12, bezogen auf die Spindelbank 10, jedoch ent­ gegengesetzt gerichtet.

Die Spindel 12 weist eine Axialbohrung 40 auf. Am oberen Ende der Spindel 12 erhebt sich eine Zwirnspitze 44 in axialer Flucht mit der Spindel 12. In der Zwirnspitze 44 ist eine Fadenbremse 46 angebracht, die nur schematisch dargestellt ist.

Das zu verzwirnende Material 48 wird von dem Außenumfang der Spule 26 abgezogen und legt sich mit seinem abgezogenen Teil unter Bildung einiger in Fig. 1 dargestellter Windungen 49 unter der Wirkung der auftretenden Zentrifugalkraft, gegen die Innenumfangsfläche des über die Magnete M 1, M 2 angetrie­ benen Innenmantels reibend an. Dabei entsteht also an der Innenumfangsfläche des Innenmantels 22 c eine Speicherung des Materials 48, so daß auf eine Speicherscheibe, wie sie bei Doppeldrahtzwirnspindeln notwendig ist, unter Umständen völlig verzichtet werden kann. Gleichzeitig wird durch die Reibung an der Innenumfangsfläche des Innenmantels 22 c eine Faden­ spannung erzeugt, welche es gestattet auf die Fadenbremse 46 unter Umständen völlig zu verzichten. Das Fadenmaterial läuft dann durch die Axialbohrung abwärts; es wird dann in eine Radialbohrung 50 abgelenkt und tritt aus der Radialboh­ rung 50 aus an die Innenumfangsfläche des Außenmantels 30 heran. Im stationären Betrieb bildet sich nun ein Faden­ ballon 51 aus, der um die Spindelachse umläuft und sich dabei an die Innenumfangsfläche des mit der Spindel 22 ro­ tierenden Außenmantels 30 anlegt. Dieser Fadenballon 51 tritt durch einen Magnetspalt 54 zwischen den stationären Magneten M 2 und den spulenträgerseitigen Magneten M 1 hin­ durch und folgt in seinem oberen Bereich der Innenumfangs­ fläche des stationären Deckels 52, um schließlich durch eine Öffnung 56 des stationären Deckels 52 nach oben aus­ zutreten und zu einem Abzugswerk 58 zu gelangen, welches den Faden nach oben abzieht.

Der Fadenballon 51 liegt im stationären Betrieb an der Um­ fangsfläche des rotierenden Außenmantels 30 im wesentlichen frei von Rotationsreibung an. Geringe Umfangsabweichungen sind natürlich möglich. Dem Fadenmaterial 48 wird zunächst durch die Rotation des Spulenträgers 22 ein Einfachdrall er­ teilt, so wie beim Hamel-Stufenzwirnverfahren und dann wird dem Fadenmaterial ein Doppeldrall zusätzlich erteilt, wie bei üblichen Doppeldrahtzwirneinrichtungen.

Der Magnetspalt 54 kann äußerst gering bemessen werden, so daß das notwendige Antriebsmoment für den Spulenträger 22 mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl kleiner Magnete M 1 und M 2 erhalten wird.

Wenn eine Spule 26 verbraucht ist, so wird der stationäre Deckel 52 abgehoben. Nunmehr kann die Spulenhülse 24 ent­ nommen und durch eine andere ersetzt werden. Dazu ist na­ türlich Voraussetzung, daß der Maximalradius Rmax der Spule 26 kleiner ist als der Radius der inneren Einhüllfläche der spulenträgerseitigen Magnete M 1.

Wenn eine neue Spule eingesetzt ist, so wird von dieser ein Stück abgezogen, worauf das Vorlaufende des Faden­ materials 48 mittels einer Blaspistole in das obere Ende der Zwirnspitze 44 eingefädelt werden kann, wobei es durch die Axialbohrung 40, die Radialbohrung 50 und den Spalt zwischen dem Innenmantel 22 c und dem Außenmantel 30 hindurch­ geführt wird. Das aus dem oberen Ende des Spalts zwischen den beiden Mänteln 22 c und 30 herausgetretene Fadenende kann dann durch die Öffnung 56 des stationären Deckels 52 hindurch­ gezogen werden, worauf der stationäre Deckel 52 auf den sta­ tionären Umfassungsmantel 34 aufgesetzt wird. Schließlich wird das vorlaufende Fadenende in das Abzugswerk 58 eingefädelt.

Die Fadenbremse 46 ist aus den oben angegebenen Gründen le­ diglich im Anlaufvorgang der Zwirneinrichtung wirksam und wird nach Erreichen des stationären Betriebs unwirksam oder bleibt nur noch teilweise wirksam. Wie gesagt kann auf die Fadenbremse 46 auch ganz verzichtet werden.

Im Beispielsfall ist der Fadenballon 51 an einer glatten Innenumfangsfläche des Außenmantels 30 geführt. Es ist aber auch möglich, in der Innenumfangsfläche des Außenmantels 30 für die Fadenballonführung eine axial oder schraubenförmig verlaufende Nut einzuarbeiten; auch kann man insbesondere im oberen Bereich des Außenmantels an dessen Innenumfangsfläche einen Führungskanal etwa in Form eines Rohrabschnitts an­ bringen.

Durch den Umfassungsmantel 34 und den stationären Deckel 52 ist die Zwirneinrichtung im wesentlichen vollständig gekapselt. Der Innenraum dieser Kapselung kann über einen Luftabzugskanal 60 an eine zentrale Warmluftabführung angeschlossen sein, um die durch Energieverluste bewirkte Erwärmung innerhalb der Einrichtung laufend abzuführen.

Die Ausführungsform der Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß die spulen­ trägerseitigen Magnete M 1 außenseitig an dem Innenmantel 22 c angeordnet sind, wozu der Innenmantel 22 c bei 22 d stufen­ förmig eingezogen ist. Weiter sind die stationären Magnete M 2 in Durchbrüchen 53 des stationären Deckels 52 angeordnet, so daß der Magnetspalt 54 zwischen den Magneten M 1 und M 2 noch kleiner wird.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der­ jenigen nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß der stationäre Deckel 652 mittels eines Schwenkarms 676 an der Spindelbank 610 schwenkbar gelagert ist. Der Schwenkarm 676 kann starr mit den entsprechenden Schwenkarmen benachbarter Zwirneinrich­ tungen verbunden sein. Ein solcher Schwenkarm ist auch bei den übrigen Ausführungsformen möglich. Weiter zeigt die Fig. 3 eine Einfädelhilfe 677, an welcher ein Fadenende beim Schwen­ ken des Deckels fixiert werden kann, wie durch die strich­ doppelpunktierte Linie angedeutet.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der­ jenigen nach Fig. 2 dadurch, daß der stationäre Deckel 52 in einen Ringdeckelteil 52 a und einen Zentraldeckelteil 52 b unterteilt ist. Der Ringdeckelteil 52 a nimmt die stationären Magnete M 2 genauso auf wie der stationäre Deckel 52 in Fig. 2. Die spulenträgerseitigen Magnete M 1 sind an dem Innenmantel 22 c genauso angebracht wie in Fig. 2. Zum Einsetzen einer Spule 26 bedarf es lediglich eines Abnehmens des stationären Zentraldeckelteils 52 b.

In Fig. 5 ist eine Abwandlung der Magnetanordnung M 1, M 2 dar­ gestellt. Die spulenträgerseitigen Magnete M 1 sind am oberen Rand des Innenmantels 122 c in einem Trägerring 153 angeordnet. Die stationären Magnete M 2 sind an einem oberen Abschlußring 135 des Umfassungsmantels 134 angebracht: die Innenumfangsfläche des Trägerrings 135 fluchtet mit dem rotierenden Außenman­ tel 130. Der stationäre Deckel 152 ist in den Träger­ ring 135 eingesetzt. Bei dieser Aus­ führungsform stehen sich die Magnete M 1 und M 2 streng axial gegenüber, so daß das resultierende Belastungsmoment auf die Lager 20 und 14 minimal ist. Allerdings ist der Verlauf des Fadenballons 151 bei dieser Ausführungsform nicht so stetig wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.

In der Ausführungsform nach Fig. 6 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, wie in Fig. 5, jeweils vermehrt um die Zahl 100. Hier stehen sich die Magnete M 1 und M 2 radial gegenüber, so daß das resultierende Belastungsmoment auf die Lager 20 und 14 größer werden kann, wenn die Kreis­ symmetrie nicht voll gewährleistet ist. Anderer­ seits erkennt man bei dieser Ausführungsform einen sehr stetigen Verlauf des Fadenballons 251.

In der Ausführungsform nach Fig. 7 ist auf den rotierenden Außenmantel 330 ein rotierender Dek­ kel 355 aufgesetzt. Damit verläuft der Fadenballon 351 auch im Bereich der Deckelanordnung 332 längs einer rotierenden Fläche, was zwirntechnologisch vorteilhaft ist, gleichgültig, ob der Fadenballon 351 an der Innenumfangsfläche des rotierenden Dek­ kels 355 ganz oder teilweise anliegt oder nur in der Nähe der Innenumfangsfläche verläuft. Jeden­ falls ist der Fadenballon auch im Bereich des ro­ tierenden Deckels 355 frei von der Einwirkung ste­ hender Luft und deshalb nur minimal beansprucht. Die stationären Magnete M 2 sind an einem statio­ nären Ringdeckel 352 a angebracht. Die spulenträgersei­ tigen Magnete M 1 sind entsprechend der Ausführungs­ form nach Fig. 2 an dem Innenmantel 322 c angebracht. Der Magnetspalt 354 gewährt Durchlaß für den rotie­ renden Deckel 355 und den Fadenballon 351. Dadurch wird der Magnetspalt 354 gegenüber den bisherigen Ausführungsformen notwendigerweise etwas größer, d.h. es müssen mehr Magnete oder stärkere Magnete eingesetzt werden. Andererseits kann die Wandstär­ ke des rotierenden Deckels 355 verhältnismäßig klein gehalten werden, da die Kräfte auf den rotierenden Deckel 355 verhältnismäßig klein sind. Auch kann der rotierende Deckel 355 aus einem Material ge­ fertigt werden, welches den Durchgang des Magnet­ felds nicht wesentlich behindert, z.B. aus glas­ faser- oder kohlefaserverstärktem Kunststoff.

Es ist denkbar, den stationären Ringdeckel 352 a bis zu der Öffnung 356 des rotierenden Deckels 355 hoch­ zuziehen, so daß der rotierende Außenmantel 330 und der rotierende Deckel 355 vollständig gekapselt sind. Zur Vorbereitung des Einsetzens einer neuen Spule 326 wird zunächst der stationäre Ringdeckel 352 a mit dem stationären Magneten M 2 abgenommen, worauf dann der rotierende Deckel 355 abgenommen werden kann. Es ist auch möglich, den stationären Ringdeckel 352 a gemeinsam mit dem rotierenden Dek­ kel 355 abzuziehen.

In Fig. 8 ist eine Abwandlung zu Fig. 7 darge­ stellt. Bei dieser Abwandlung ist der rotierende Deckel 455 in einen rotierenden Zentraldeckel 455 a und einen rotierenden Ringdeckel 455 b unter­ teilt. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, den rotierenden Zentraldeckel 455 a von dem rotierenden Ringdeckel 455 b abzunehmen, ohne daß der stationäre Ring­ deckel 452 a abgenommen werden muß. Voraussetzung hierfür ist natürlich wieder, daß der maximale Außenradius Rmax der Spule 426 kleiner ist als der Innendurchmesser des rotierenden Ringdeckels 455 b.

Zur Reinigung der Einrichtung von Faserflug kann nach Ent­ nahme der Spule 26 (Fig. 1) mit einer Druckluftpistole gearbeitet werden, die am oberen Ende der Spindel 12 ange­ setzt wird und durch die Axialbohrung 40 bläst. Wenn da­ bei die Spindel 12 in Drehung versetzt wird, so werden alle schwer zugänglichen Bereiche des Spalts zwischen dem Innen­ mantel 22 c und dem Außenmantel 30 von Reinigungsluft erfaßt und gereinigt. Die Absaugung der Reinigungsluft kann dabei durch den Absaugstutzen 60 gemäß Fig. 1 erfolgen.

In allen Ausführungsformen können die Magnete M 1 und M 2 als vorgefertigte Ringanordnungen, beispielsweise in einem Trägerring aus Kunststoff, vormontiert sein.

In Fig. 1 ist gestrichelt eingezeichnet die Möglichkeit eines Einzelantriebs der Spindel 12 durch einen Drehstrom­ motor 80. Dabei ist an den stationären Magneten M 2 über eine gestrichelt eingezeichnete Leitung 82 ein Wechselstrom angelegt, der ein Wanderfeld über die Magnete M 2 erzeugt. Durch ein solches Wanderfeld kann der Innenmantel 22 c und mit ihm der ganze Spulenträger 22 in die gegenläufige Drehung zur Spindel 12 versetzt werden. Der Drehstrommotor 80 und die Wanderfeldmagnete M 2 können an eine gemeinsame Steuerung 84 angeschlossen sein.

In Fig. 9 ist eine Abwandlung zu Fig. 1 dargestellt, bei welcher die Magnete M 1 an dem Boden 522 b des Spulenträgers 522 und die Magnete M 2 an einen Radialflansch 511 eines Zusatz­ wirtels 513 angebracht sind. Das Zusatzwirtel 513 ist durch einen weiteren Riemen 515 separat angetrieben. Die Drehmo­ mentübertragung erfolgt also auch hier durch ein Magnet­ feld zwischen den Magneten M 1 und M 2, wobei aber in den Magneten M 2 hier ein stationäres Feld, bezogen auf den Radialflansch 511, vorhanden ist, welches durch die Drehung des Zusatzwirtels 513 in Drehung versetzt wird. Diese Lösung ist vom Wirkungsgrad her möglicherweise günstiger, als die Lösung mit Wanderfeld, wie vorher beschrieben. Das Problem bei der hier beschriebenen Lösung ist allerdings, daß das Magnetfeld der Magnete M 2 durch den Trägerboden 528 des rotierenden Außenmantels 530 hindurchgehen muß, eine Lösung die jedenfalls dann möglich ist, wenn dieser Träger­ boden 528 aus nicht-magnetischem Werkstoff, z.B. Kunststoff oder Aluminium gefertigt wird.

Sämtliche Einrichtungen nach den Fig. 1 bis 9 zeichnen sich durch hohe Zwirnleistung bei minimiertem Energieverbrauch aus und liefern von der Zwirnqualität her ein Produkt, das mit den besten Produkten des Zweistufenzwirnverfahrens ver­ gleichbar ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung verbindet die Vorteile des ballonlosen Stufenzwirnverfahrens nach einem vorveröffent­ lichten Prospekt der Carl Hammel AG, Arbon/Schweiz, "Hamel- Stufenzwirnverfahren", mit den Vorteilen des Doppeldrahtzwir­ nens unter gleichzeitiger Leistungserhöhung gegenüber dem Doppeldrahtzwirnen. Die zwirntechnischen Vorteile des Stufenzwirnverfahrens werden insofern erreicht, als die Fadenballons längst der Innenumfangsflächen der beiden rotierenden Mäntel geführt werden.

Claims (28)

1. Zwirneinrichtung umfassend eine rotierend antreibbare, vertikale, auf mindestens einem Teil ihrer Länge eine Axialbohrung (40) aufweisende Spindel (12), mindestens einen auf der Spindel (12) drehbar gelagerten, durch eine Magnetanordnung (M 2, M 1) gegenläufig antreibbaren Spulen­ träger (22) mit mindestens einer Spule (26) des zu ver­ zwirnenden Materials (48), einen den Spulenträger (22) umschließenden, mit dem Spulenträger (22) rotierenden Innenmantel (22 c) und einen Außenmantel (30) wobei das zu verzwirnende Material (48) von der rotie­ renden Spule unter Berührung der Innenumfangsfläche des rotierenden Innenmantels (22 c) nach oben abgezogen wird und nach unten durch die Axialbohrung (40) der Spindel (12) läuft, unterhalb des Spulenträgers (22) radial in Rich­ tung auf die Innenumfangsfläche des Außenmantels (30) geführt wird und in Form eines Fadenballons (51) längs der Innenumfangsfläche des Außenmantels (30) zu einer ko­ axial mit der Spindel (12) gelegenen Fadenführungsstelle (56) oberhalb des Spindelendes verläuft und durch diese abgezogen wird dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (30) mit der Spindel (12) umläuft.

2. Zwirneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Innenmantels (22 c) und des Außenmantels (30) eine Deckelanordnung (32) angeordnet ist, welche die Fadenführungsstelle (56) umfaßt.

3. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetanordnung (M 2, M 1) im Bereich der Deckelanordnung (32) vorgesehen ist.

4. Zwirneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetanordnung (M 2, M 1) spulenträgerseitige Mag­ nete (M 1) am oberen Ende des Innenmantels (22 c) umfaßt.

5. Zwirneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß spulenträgerseitige Magnete (M 1) an dem Innenmantel (22 c) radial außerhalb des Maximalradius (Rmax) der Spule (26) angeordnet sind.

6. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelanordnung (32) ausschließlich einen stationären Deckel (52) umfaßt und daß stationäre Magnete (M 2) im Bereich des stationären Deckels (52) von spulenträgerseitigen Magneten (M 1) durch einen Magnetspalt (54) getrennt sind, welcher in seiner Spaltbreite derart bemessen ist, daß er dem rotierenden Fadenballon (51) Durch­ tritt gewährt.

7. Zwirneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre Deckel (52) einteilig ausgebildet ist und die stationären Magnete (M 2) trägt.

8. Zwirneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre Deckel (52) mit einem stationären Ring­ deckelteil (52 a) und einem stationären Zentraldeckelteil (52 b) ausgeführt ist, wobei der stationäre Ringdeckelteil (52 a) die stationären Magnete (M 2) trägt und der stationäre Zentraldeckelteil (52 b) lösbar an dem stationären Ringdeckel­ teil (52 a) angebracht ist und wobei der Innendurchmesser des stationären Ringdeckelteils (52 a) größer ist als der maximale Durchmesser der Spule (26).

9. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelanordnung (332) einen auf den Außenmantel (330) aufgesetzten, mit dem Außenmantel (330) rotierenden Deckel (355) umfaßt und daß der Magnet­ spalt (354) zwischen stationären Magneten (M 2) und spulen­ trägerseitigen Magneten (M 1) derart bemessen ist, daß er dem rotierenden Fadenballon (351) und dem rotierenden Deckel (355) Durchtritt gewährt.

10. Zwirneinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die stationären Magnete (M 2) auf einem stationären Deckel (352 a) angeordnet sind, welcher wenigstens den radial äußeren Randbereich des rotierenden Deckels (355) überdeckt.

11. Zwirneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre Deckel (352 a) zur Vorbereitung der Ab­ nahme des rotierenden Deckels (355) abnehmbar ist.

12. Zwirneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre Deckel (352 a) gemeinsam mit dem rotieren­ den Deckel (355) abnehmbar ist.

13. Zwirneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Deckel (455) aus einem rotierenden Ring­ deckelteil (455 b) und einem rotierenden Zentraldeckelteil (455 a) besteht, wobei der stationäre Deckel (452 a) ledig­ lich den rotierenden Ringdeckelteil (455 b) überdeckt und der rotierende Zentraldeckelteil (455 a) von dem rotieren­ den Ringdeckelteil (455 b) abnehmbar ist und wobei der Innen­ radius des rotierenden Ringdeckelteils (455 b) größer ist als der maximale Radius (Rmax) der Spule (426).

14. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Außenmantel (30) von einem stationären Umfassungsmantel (34) eingeschlossen ist.

15. Zwirneinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein stationärer Deckel (52) auf den stationären Umfas­ sungsmantel (34) aufgesetzt ist.

16. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld der Magnetanordnung (M 2, M 1) im wesentlichen axial, bezogen auf die Spindelachse, ver­ läuft.

17. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld der Magnetanordnung (M 2, M 1) im wesentlichen radial, bezogen auf die Spindelachse, verläuft.

18. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld der Magnetanordnung (M 2, M 1) spitzwinkelig, bezogen auf die Spindelachse, verläuft.

19. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenballon (51) an der glatten Innen­ umfangsfläche des rotierenden Außenmantels (30) geführt ist.

20. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenumfangsfläche des rotierenden Außenmantels Führungsmittel für den Fadenballon angebracht sind.

21. Zwirneinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel von einer Nut in der Innenumfangs­ fläche des rotierenden Außenmantels gebildet sind.

22. Zwirneinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel von einem Führungskanal an der Innen­ umfangsfläche des rotierenden Außenmantels gebildet sind.

23. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindel (12) eine Fadenbremse (46) zugeordnet ist, deren Bremswirkung während des Betriebs verän­ derbar ist derart, daß im Betriebsanlauf eine größere Brems­ wirkung erzeugbar ist als im stationären Betrieb.

24. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß unter Ausnutzung der zentrifugalkraft­ bedingten Reibung zwischen dem von der Spule (26) ablaufen­ den Material (48) und der Innenumfangsfläche des rotierenden Innenmantels (22 c), auf eine besondere Fadenbremse innerhalb der Spindel (12) verzichtet ist.

25. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenträger (22) gegenüber einem stationären Teil (10) mit der gleichen Drehzahl angetrieben ist wie die Spindel (12), jedoch gegensinnig zu dieser.

26. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetanordnung (M 2, M 1) im Bodenbereich des Spulenträgers (522) angeordnet ist.

27. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß in stationären Magneten (M 2) der Magnet­ anordnung (M 2, M 1) ein Wanderfeld erzeugbar ist, welches spulenträgerseitigen Magneten (M 1) ein Drehmoment erteilt.

28. Zwirneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (12) mit einem Einzelantrieb (80) in Form eines Elektromotors, insbesondere eines Drehstrom­ motors ausgeführt ist und daß die elektrische Steuerung (84) für diesen Elektromotor (80) und für den Antrieb des Spulenträgers (22) gemeinsam ist.