DE4215883A1 - Ringspinnvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ringspinnvorrichtung mit einer antreibbaren Spindel zum Aufnehmen einer Spule und einem zur Spindelachse koaxialen Führungsring für einen auf dem Führungsring umlaufenden, eine Garnführung bildenden Läu­ fer.

Bei Ringspinnvorrichtungen wird die von einem Streckwerk ab­ gezogene Faserlunte einer auf einer angetriebenen Spindel ge­ lagerten Spule über eine Ringspinnführung zugeführt, die im allgemeinen aus einem auf einem Führungsring konzentrisch um die Spule umlaufenden Läufer besteht, der mit zwei die Läu­ ferbahn beidseitig umfassenden Schenkeln auf den Ring aufge­ steckt wird und eine Führungsöse für das der Spule zugeführte Garn bildet, so daß das der drehenden Spule zulaufende Garn den Läufer mitnimmt. Jede Umdrehung des Läufers ergibt eine Garneindrehung, während der Drehzahlunterschied zwischen der voreilenden Spule und dem nacheilenden Läufer die Aufwickel­ geschwindigkeit des Garnes bestimmt. Die auftretenden Flieh­ kräfte, die einerseits auf den Läufer und anderseits auf die mit Hilfe des Läufers um die Spule herumgeführte und dabei zu einem Garn eingedrehte Faserlunte wirken, bedingen im Zu­ sammenhang mit den Führungskräften für das Garn ein Kippmo­ ment auf den Läufer quer zur Läuferbahn, was zu einer ver­ größerten Reibung und bei einer entsprechenden Steigerung der Umlaufzahl des Läufers zu einer unzulässigen Wärmebela­ stung im Dauerbetrieb führt.

Wird der Führungsring selbst drehbar gelagert (AT-B-25 366), so bewirken die zwischen dem Läufer und dem Führungsring auftretenden Reibungskräfte eine Drehmitnahme des Führungs­ ringes, was bei einer vergleichbaren Umlaufgeschwindigkeit des Läufers um die Spule zu einer Verringerung der Läufer­ geschwindigkeit gegenüber dem Führungsring führt. Trotzdem bleibt wegen des fliehkraftbedingten Kippmomentes auf den Läufer die Läuferbelastung erheblich, so daß die Standzeit des Läufers bei höheren Umlaufzahlen stark verkürzt wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Ring­ spinnvorrichtung der eingangs geschilderten Art mit einfa­ chen Mitteln so zu verbessern, daß hohe Umlaufzahlen für den Läufer sichergestellt werden können, ohne eine Verrin­ gerung der Standzeit des Läufers befürchten zu müssen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß im Be­ reich des Führungsringes eine die Spule umschließende Umlenk­ bahn für das dem Läufer zulaufende Garn vorgesehen ist, wo­ bei das von der Umlenkbahn dem Läufer zulaufende Garntrum mit dem vom Läufer ablaufenden Garntrum in einer Projektions­ ebene durch die Spindelachse im Läuferbereich einen Winkel α kleiner als 90° einschließt.

Durch das Vorsehen einer die Spule umschließenden Umlenk­ bahn, entlang der das Garn beim Umlauf des Läufers um den Führungsring geführt und so umgelenkt wird, daß sich im Be­ reich des Läufers zwischen dem zulaufenden Garntrum und dem ablaufenden Garntrum in einer Projektionsebene durch die Spindelachse ein spitzer Winkel einstellt, wird durch die Garnspannung auf den Läufer eine Zentripedalkraft ausgeübt, die dem fliehkraftbedingten Kippmoment entgegenwirkt und für den Läufer eine vorteilhafte Gleitlage sicherstellt. Da­ mit werden die wirksamen Reibungskräfte zwischen dem Läufer und dem Führungsring in vorteilhafter Weise erheblich herab­ gesetzt, was selbst bei höchsten Läuferumlaufzahlen sehr günstige Standzeiten ergibt.

Die auf den Läufer wirkende resultierende Garnspannung ver­ läuft in der Winkelsymmetrale zwischen dem dem Läufer zu­ laufenden und dem vom Läufer ablaufenden Garntrum. Da der Verlauf des Garntrumes zwischen dem Läufer und der Spule in vergleichsweise engen Grenzen vorgegeben ist, muß zur Si­ cherstellung einer ausreichenden Zentripedalkraft über die Garnspannung zwischen dem dem Läufer zulaufenden und dem vom Läufer ablaufenden Garntrum in einer Projektionsebene durch die Spindelachse ein Winkel kleiner als 90° eingehalten wer­ den, wobei zu bedenken ist, daß sowohl das dem Läufer zulau­ fende als auch das vom Läufer ablaufende Garntrum außerhalb einer solchen Projektionsebene verläuft, so daß der tatsäch­ liche Winkel zwischen diesen Garntrumen auch größer als 90° sein kann, ohne außerhalb der geforderten Bedingungen hin­ sichtlich der Wirkungsrichtung der resultierenden Garnspan­ nung gegenüber einer achsnormalen Ebene zu liegen. Eine vor­ teilhafte Wirkungsrichtung der resultierenden Garnspannung ergibt sich insbesondere, wenn die Umlenkbahn für das Garn einen kleineren Innendurchmesser als der Führungsring auf­ weist. Diese Bemessung stellt nicht nur eine für das Einhal­ ten einer bevorzugten Gleitlage des Läufers vorteilhafte Zen­ tripedalkraft auf den Läufer sicher, sondern erlaubt auch einen größeren axialen Abstand zwischen dem Führungsring und der Umlenkbahn, was die Zugänglichkeit zum Läufer verein­ facht, vor allem dann, wenn der Axialabstand zwischen dem Führungsring und der Umlenkbahn zumindest 4 mm beträgt.

Da mit dem axialen Abstand der Umlenkbahn vom Führungsring der Garnverlauf zwischen der Umlenkbahn und dem Läufer beein­ flußt wird, kann zur einfachen Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse die Umlenkbahn für das Garn axial verstell­ bar gelagert werden.

Die Wirkung der Garnumlenkung an der Umlenkbahn auf die Gleitlage des Läufers ist unabhängig davon, ob die Umlenk­ bahn drehbar oder undrehbar gelagert wird. Bei einer höhere Umlaufzahlen für den Läufer ermöglichenden drehbaren Lage­ rung des Fuhrungsringes kann die Umlenkbahn drehfest mit dem Führungsring verbunden sein, was über die Reibungskräfte zwischen dem Garn und der Umlenkbahn ein Drehmoment auf den Führungsring wirksam werden läßt, das die Drehmitnahme des Führungsringes ohne zusätzliche Läuferbelastung unterstützt.

Da die Drehungserteilung für den Führungsring über die Rei­ bung zwischen dem Läufer und dem Führungsring und im Falle einer Anordnung der Umlenkbahn für das Garn auf dem Führungs­ ring auch über die Reibung zwischen dem zulaufenden Garntrum und der Umlenkbahn erfolgt, werden sich aufgrund schwanken­ der Drehwiderstände und schwankender Reibungsverhältnisse unterschiedliche Drehzahlen für den Führungsring einstellen, wodurch unterschiedliche Führungsbedingungen für den Läufer geschaffen werden. Damit diese Führungsbedingungen konstruk­ tiv vorgegeben werden können, kann der drehbar gelagerte Füh­ rungsring im Umlaufsinn des Läufers mit einer vorgegebenen Umlaufgeschwindigkeit angetrieben werden, so daß die Stand­ zeit des Läufers nicht mehr von Zufälligkeiten hinsichtlich der Umlaufgeschwindigkeit des Führungsringes abhängt. Der Antrieb des Führungsringes erlaubt außerdem ein einfaches Hochfahren der Ringspinnvorrichtung unter vorteilhaften An­ laufbedingungen, was sich zusätzlich günstig auf die Stand­ zeit des Läufers auswirkt. Der Antrieb des Führungsringes kann unterschiedlich ausfallen. Besonders vorteilhafte An­ triebsbedingungen ergeben sich jedoch bei einer üblichen reihenweisen Anordnung der einzelnen Ringspinnvorrichtungen, wenn ein Tangentialriemenantrieb vorgesehen wird. Der Füh­ rungsring kann in einem solchen Fall von einem Lagerring aufgenommen werden, der durch den inneren und äußeren Lager­ ring eines Wälzlagers gebildet wird.

Aufgrund von unvermeidbaren Unterschieden hinsichtlich der Garndicke und damit verbundenen Unterschieden bezüglich des Spulendurchmessers muß mit sich ändernden Garnspannungen wäh­ rend eines Läuferumlaufes gerechnet werden, die sich nachtei­ lig auf die Gleitlage des Läufers gegenüber dem Führungsring auswirken. Zum Ausgleich dieser sich ändernden Garnspannun­ gen kann die Umlenkbahn für das zulaufende Garn gegenüber der Spindelachse einen sich entlang des Umfanges der Umlenk­ bahn zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert ändern­ den Abstand zum Erregen von Garnschwingungen aufweisen. Auf­ grund des sich entlang des Umfanges der Umlenkbahn ändernden Abstandes dieser Umlenkbahn von der Spindelachse und damit von der zur Spindelachse koaxialen Spule wird das dem Läufer zulaufende Garn zu Schwingungen angeregt, deren Amplitude von der vorgegebenen Differenz zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert des Abstandes der Umlenkbahn von der Spin­ delachse bestimmt wird und die eine hohe, von der Umlaufzahl des Läufers abhängige Frequenz aufweisen. Diese Schwingungen überlagern sich den im Vergleich dazu niederfrequenten Garn­ schwingungen, die sich in einer Änderung der Größe des Garn­ ballons bemerkbar machen, und zwar mit der überraschenden Wirkung, daß der Einfluß dieser niederfrequenten Garnschwin­ gungen auf die Läuferlage ausgeglichen und eine weitgehend stabile Läuferlage gewährleistet wird, die eine wesentliche Voraussetzung für hohe Standzeiten des Läufers darstellt.

Die hochfrequente Schwingungsanregung kann auf unterschied­ liche Art und Weise erreicht werden. So ist es beispiels­ weise möglich, eine kreisförmige Umlenkbahn für das dem Läu­ fer zulaufende Garn hinsichtlich der Spindelachse exzentrisch anzuordnen, um die für die Schwingungsanregung des Garnes erforderliche Abweichung der Umlenkbahn von einer zur Spin­ delachse koaxialen Kreisbahn zu erhalten. Die damit verbun­ dene, einfache Konstruktion der Umlenkbahn erlaubt aller­ dings nur eine Schwingungsfrequenz entsprechend der Umlauf­ frequenz des Läufers. Sollen höhere Schwingungsfrequenzen für das Garn sichergestellt werden, so muß eine von der Kreisform abweichende Umlenkbahn, beispielsweise in Form eines Ovals, in Kauf genommen werden, die dann allerdings koaxial zur Spindelachse angeordnet werden kann.

Selbstverständlich dürfen die hochfrequenten Schwingungen des Garnes nicht zu einer zusätzlichen, unzulässigen Garnbe­ lastung führen. Um vorteilhafte Spannungsverhältnisse sicher­ zustellen, empfiehlt es sich, die Differenz zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert des Abstandes der Umlenk­ bahn von der Spindelachse in Abhängigkeit von der während eines Läuferumlaufes der Spule zugeführten Garnlänge zu be­ stimmen.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ringspinnvorrichtung in einem schematischen Axialschnitt,

Fig. 2 diese Ringspinnvorrichtung in einer teilweise aufge­ rissenen Draufsicht,

Fig. 3 die Garnführung im Bereich des Läufers in einem Axialschnitt durch den Führungsring in einem größe­ ren Maßstab,

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Kon­ struktionsvariante einer erfindungsgemäßen Ringspinn­ vorrichtung,

Fig. 5 eine Reihe gleichartiger Ringspinnvorrichtungen in einer schematischen Draufsicht,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ringspinnvorrichtung in einer schematischen Drauf­ sicht und

Fig. 7 die Garnführung im Bereich des Läufers gemäß der Aus­ führungsform nach Fig. 6 in einer der Fig. 3 entspre­ chenden Darstellung in einem größeren Maßstab.

Die dargestellte Ringspinnvorrichtung besteht im wesentli­ chen aus einer in herkömmlicher Weise angetriebenen Spindel 1 zur Aufnahme einer Spule 2, der das aus einer verstreckten Faserlunte herzustellende Garn 3 über einen üblichen Läufer 4 zugeführt wird, der eine Garnführungsöse bildet und auf ei­ nem Führungsring 5 umläuft. Während dieser Führungsring 5 nach den Fig. 1 bis 3 drehfest gehalten ist, wird er nach den Fig. 4 und 5 von einem Lagerring 6 aufgenommen, der mit Hilfe eines Wälzlagers 7 in einem Halter 8 drehbar gelagert ist. Dieser Halter 8 kann in üblicher Weise wie der undreh­ bare Führungsring 5 gemäß den Fig. 1 bis 3 in eine Ringbank 9 eingesetzt werden. Die drehbare Lagerung des Führungsrin­ ges 5 erlaubt eine Herabsetzung der relativen Umlaufgeschwin­ digkeit des Läufers 4 gegenüber dem Führungsring 5, ohne die Umlaufzahlen des Läufers 4 gegenüber der Spule 2 bzw. der Ringbank 9 zu verringern, was die Läuferbelastung herab­ setzt.

Unabhängig von der drehbaren Lagerung des Führungsringes 5 ist jedoch eine vorteilhafte Gleitlage des Läufers 4 gegen­ über dem Führungsring 5 anzustreben. Dies wird durch eine die Spule 2 umschließende Umlenkbahn 10 in Form eines Gleit­ ringes erreicht, der mit geringem, axialem Abstand oberhalb des Führungsringes 5 angeordnet ist und einen kleineren In­ nendurchmesser als der Führungsring 5 aufweist. Zur Abstüt­ zung der ringförmigen Umlenkbahn 10 ist ein Befestigungsring 11 vorgesehen, der auf dem Grundkörper des Führungsringes 5 (Fig. 1) oder auf dem Lagerring 6 (Fig. 4) aufgesetzt ist und Haltebügel 12 trägt, an denen die Umlenkbahn 10 befe­ stigt ist. Die in Umfangsrichtung wirksam werdenden Reibungs­ kräfte zwischen der Umlenkbahn 10 und dem umlaufenden Garn 3 bedingen im Falle der Ausführungsform nach der Fig. 4 ein Drehmoment auf den Führungsring 5, der somit unter gleichzei­ tiger Entlastung des Läufers 4 angetrieben wird. Damit be­ züglich der Umlaufgeschwindigkeit des Führungsringes 5 die jeweils günstigsten Verhältnisse sichergestellt werden kön­ nen, kann dem Führungsring 5 auch ein Zwangsantrieb zuge­ ordnet sein, beispielsweise ein mit dem Lagerring 6 zusam­ menwirkender Tangentialriemenantrieb 13. Der Tangentialrie­ men 14 dieses Tangentialriemenantriebes 13 treibt den La­ gerring 6 an, der zu diesem Zweck den Halter 8 mit einem bombierten Laufkranz 15 für den Tangentialriemen umgreift, wie dies den Fig. 4 und 5 entnommen werden kann. Durch diese Maßnahme können sich Unterschiede hinsichtlich des Drehwi­ derstandes, beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Schmie­ rungsbedingungen der Wälzlager 7, nicht auf die Umlaufge­ schwindigkeit des Führungsringes 5 auswirken.

Das an der Umlenkbahn 10 umgelenkte Garn 3 verläuft zwischen der Umlenkbahn 10 und dem Läufer 4 so, daß das dem Läufer 4 zu laufende Garntrum 3a mit dem vom Läufer 4 ablaufenden Garn­ trum 3b in einer durch die Spindelachse verlaufenden Projek­ tionsebene, wie sie durch die Zeichnungsebene dargestellt wird, einen spitzen Winkel α einschließt, wie dies insbeson­ dere der Fig. 3 entnommen werden kann. Die in der Winkelsym­ metrale zwischen den Garntrumen 3a, 3b verlaufende, durch die Garnspannung bedingte resultierende Kraft auf den Läufer 4 gleicht fliehkraftbedingte Kippmomente auf den Läufer 4 zumindest in einem Ausmaß aus, das eine vorteilhafte Anlage des Läufers 4 am Führungsring 5 ermöglicht, wodurch die Läu­ ferbelastung entscheidend herabgesetzt wird.

Die Garnspannung selbst kann jedoch aufgrund einer nicht gleichmäßigen Garndicke und ungleichförmigen Aufwickelbe­ dingungen hinsichtlich der Spule 2 schwanken, was sich durch eine Änderung des Durchmessers des sich beim Garnumlauf um die Spule bildenden Garnballons anzeigt und sich auf die Gleichgewichtslage des Läufers 4 auswirkt, der demzufolge kippen und einem erheblich vergrößerten Verschleiß ausge­ setzt sein kann. Um diesen Einfluß auf ein unerhebliches Maß einzuschränken, kann der Verlauf der Umlenkbahn 10 von einer zur Spindel 1 konzentrischen Kreisform abweichen, wie dies den Fig. 6 und 7 entnommen werden kann. Dies bedeutet, daß der Abstand a der Umlenkbahn 10 von der Spindelachse sich entlang des Umfanges der Umlenkbahn 10 zwischen einem oberen Grenzwert a_o und einem unteren Grenzwert a_u ändert, so daß aufgrund der Abstandsdifferenz das Garn 3 zu Schwingungen angeregt wird, die im Vergleich zu den Garnschwankungen zu­ folge z. B. sich ändernder Wickelbedingungen hochfrequent sind und die bevorzugte Gleitlage des Läufers 4 stabilisie­ ren. In der Fig. 7 ist strichpunktiert der Garnverlauf im Bereich des unteren Grenzwertes a_u des Abstandes a dem in voller Linie eingezeichneten Garnverlauf im Bereich des obe­ ren Grenzwertes a_o des Abstandes a gegenübergestellt, woraus unmittelbar die Wirkung dieser Maßnahme ersichtlich wird.

Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Umlenk­ bahn als Oval bzw. als Ellipse dargestellt. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, von der Kreisform abweichende Umlenkbahnen zur Schwingungsanregung des Garnes 3 vorzuse­ hen. Es genügt, einen kreisringförmigen Gleitring bezüglich der Spindel 1 exzentrisch anzuordnen, wodurch sich über die Exzentrizität eine einfache Justiermöglichkeit für die Am­ plitude der Schwingungen ergibt, die beispielsweise experi­ mentell eingestellt werden können.

Claims (11)

1. Ringspinnvorrichtung mit einer antreibbaren Spindel zum Aufnehmen einer Spule und einem zur Spindelachse koaxi­ alen Führungsring für einen auf dem Führungsring umlaufen­ den, eine Garnführung bildenden Läufer, dadurch gekennzeich­ net, daß im Bereich des Führungsringes (5) eine die Spule (2) umschließende Umlenkbahn (10) für das dem Läufer (4) zu­ laufende Garn (3) vorgesehen ist, wobei das von der Umlenk­ bahn (10) dem Läufer (4) zulaufende Garntrum (3a) mit dem vom Läufer (4) ablaufenden Garntrum (3b) in einer durch die Spindelachse verlaufenden Projektionsebene im Läuferbereich einen Winkel (α) kleiner als 90° einschließt.

2. Ringspinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umlenkbahn (10) für das Garn (3) einen kleineren Innendurchmesser als der Führungsring (5) aufweist.

3. Ringspinnvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkbahn (10) für das Garn (3) axi­ al verstellbar gelagert ist.

4. Ringspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkbahn (10) für das Garn (3) drehbar gelagert ist.

5. Ringspinnvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umlenkbahn (10) für das Garn (3) mit dem drehbar gelagerten Führungsring (5) drehfest verbunden ist.

6. Ringspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbar gelagerte Füh­ rungsring (5) im Umlaufsinn des Läufers (4) mit einer vorge­ gebenen Umlaufgeschwindigkeit antreibbar ist.

7. Ringspinnvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Führungsring (5) mit Hilfe eines Tangen­ tialriemens (14) antreibbar ist.

8. Ringspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkbahn (10) für das Garn (3) gegenüber der Spindelachse einen sich entlang des Umfanges der Umlenkbahn (10) zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert (a_o, a_u) ändernden Abstand (a) zum Erregen von Garnschwingungen aufweist.

9. Ringspinnvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umlenkbahn (10) aus einer gegenüber der Spindelachse exzentrischen Kreisbahn besteht.

10. Ringspinnvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umlenkbahn (10) eine ovale Form aufweist.

11. Ringspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem oberen und unteren Grenzwert (a_o, a_u) des Abstandes (a) der Umlenkbahn (10) von der Spindelachse in Abhängigkeit von der während eines Läuferumlaufes der Spule (2) zugeführten Garn­ länge bestimmt ist.