DE4441759A1 - Higher speed ring spinner achieving wear redn., better yarn quality - Google Patents
Higher speed ring spinner achieving wear redn., better yarn qualityInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ringspinnmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Sie betrifft insbesondere eine Weiterentwicklung einer Ringspinnmaschine, wie sie in der US-Patentschrift 5 331 797 beschrieben ist.The invention relates to a ring spinning machine according to the Preamble of claim 1. It relates in particular to one Further development of a ring spinning machine, such as that in the U.S. Patent 5,331,797.
Ringspinnmaschinen mit Schrägflanschringen sind aus der Pa tentliteratur, beispielsweise aus der US-PS 3 159 963, seit langem bekannt.Ring spinning machines with inclined flange rings are from Pa tent literature, for example from US Pat. No. 3,159,963, since known for a long time.
Schrägflanschringe werden verwendet, um die Kontaktoberflä chen zwischen Spinnring und Läufer zu vergrößern und mit einer Reduktion der spezifischen Flächenpressung auch die Abnutzung zu verringern und gleichzeitig die Bewegungssta bilität des Läufers auf dem Spinnring zu erhöhen.Angular flange rings are used to cover the contact surface Chen between spinning ring and runner to enlarge and with a reduction in the specific surface pressure Reduce wear while maintaining movement status of the runner on the spinning ring.
Aus der britischen Patentschrift GB 1577151 ist ein Schräg flanschring bekannt, bei dem die Innenseite des Schräg flanschrings als Kreiskegelstumpf ausgeführt ist. Diese Seite besitzt also im Meridianschnitt betrachtet keine Wöl bung.From the British patent GB 1577151 is a slant flange ring known, in which the inside of the oblique flange rings is designed as a circular truncated cone. These Viewed from the meridian section, the page therefore has no clouds exercise.
Wenn man davon ausgeht, daß für definierte Spinnbedingungen der Läufer mit seinem innen am Spinnring aufliegenden Schenkel, der bevorzugt gerade ausgeführt ist, windschief zur Achse des Spinnrings liegt, wird er aus dieser Lage bei zu schwacher oder fehlender Wölbung des Spinnrings auf des sen Innenseite abgedreht, wobei die Tendenz besteht, daß er sich aufrichtet, da er unter der Wirkung der Fliehkraft sich dem Spinnring möglichst weit annähern möchte. Bei zu schwa cher Wölbung würde der Läufer in seiner betriebsmäßigen Stellung während des Spinnens nur in der Nähe der Punkte A und B gemäß Fig. 2 dieser Anmeldung aufliegen. Es resul tiert dabei ein instabiles Gleiten des Läufers und übermäßiger Abrieb an den erwähnten Punkten.If one assumes that for defined spinning conditions the runner with its leg lying on the inside of the spinning ring, which is preferably straight, lies skewed to the axis of the spinning ring, it is turned off from this position if the spinning ring is too weak or lacking curvature on the inside thereof , with the tendency that he straightens up because he wants to get as close as possible to the spinning ring under the action of centrifugal force. If the curvature was too weak, the rotor would only be in its operational position during spinning in the vicinity of points A and B according to FIG. 2 of this application. It results in an unstable sliding of the rotor and excessive abrasion at the points mentioned.
Andererseits kann eine zu starke Wölbung der Lauffläche sich ungünstig auswirken, da der Läufer in seiner normalen Be triebsstellung nur an einem Punkt auf der Innenseite des Spinnrings aufliegt, woraus sich starker Abrieb ergeben kann. Diese Bedingungen sind bei einem Spinnring nach der eingangs erwähnten Schrift mit einem Radius R2 von weniger als 20 mm gegeben.On the other hand, the tread may buckle too much unfavorable, because the runner in his normal loading drive position only at one point on the inside of the Spinning rings rests, which results in strong abrasion can. These conditions are the case with a spinning ring font mentioned at the beginning with a radius R2 of less given as 20 mm.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ringspinn maschine zu schaffen, die eine besonders hohe Standzeit der Spinnringe aufweist.It is an object of the present invention to make a ring spider to create a machine that has a particularly long service life Has spinning rings.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche ge löst.This object is achieved by the subject matter of the claims solves.
In einer Ringspinnmaschine mit Merkmalen gemäß der Erfin dung können höhere Spinngeschwindigkeiten bei gleichzeitig verringerter Abnutzung an den Läufern und Ringen erzielt werden. Aufgrund der stabileren Lage der Läufer bei der Ro tation auf den Ringen wird die Garnqualität gesteigert und die Neigung zu Fadenbrüchen reduziert. Frühausfälle von Läufern treten nicht mehr auf.In a ring spinning machine with features according to the Erfin can achieve higher spinning speeds at the same time reduced wear on the runners and rings become. Due to the more stable position of the runners at the Ro tation on the rings increases the yarn quality and the tendency to break threads is reduced. Early failures of Runners no longer appear.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren im ein zelnen beschrieben. In the following the invention with reference to the figures in a described individually.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Teil eines Meridianschnittes durch einen Spinnring mit einem Läufer, Fig. 1 shows a part of a meridian section through a spinning ring with a traveler,
Fig. 2 eine Teilansicht eines Spinnringes im Meridian schnitt, Fig. 2 is a partial view of section of a spinning ring in the meridian,
Fig. 3 eine Teilansicht eines Spinnringes mit dem Läufer während des Umlaufes in Schrägstellung des Läufers, Fig. 3 is a partial view of a spinning ring with the rotor during rotation of the rotor in an inclined position,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch den Spinnring nach Linie IV-IV in Fig. 3 mit dem Läufer während des Umlaufes mit den am Läufer wirkenden Kräften. Fig. 4 is a partial section through the spinning ring according to line IV-IV in Fig. 3 with the rotor during the rotation with the forces acting on the rotor.
Der Spinnring 1 gemäß der Erfindung in den Fig. 1 bzw. 2 ist in einem Ringrahmen 15 der Ringspinnmaschine gelagert. Die mit dem Ringrahmen 15 verbundene Grundpartie 14 des Spinnringes 1 geht nach oben in den sogenannten Schräg flansch 11 und dieser in die Kopfpartie 12 des Spinnringes über. Der Schrägflansch 11 ähnelt einem Kreiskegelstumpf mit Erzeugenden, die unter einem Winkel α gemäß Fig. 2 gegen die Vertikale geneigt sind. Oben am Ring befindet sich an der Kopfpartie 12 des Spinnringes ein Wulst 12′, der den auf dem Spinnring 1 aufgesteckten Läufer 2 bei ungewöhnlichen Laufbedingungen, z. B. Hochlauf der Spinnmaschine, auf dem Spinnring 1 führt. Die Lauffläche 13 weist zwischen den Punkten A und B eine Krümmung auf, die einen konstanten Krümmungsradius R2 haben kann, oder ist ein Teil eines Hy perboloides. Oberhalb des Punktes A schließt sich in der Laufpartie 12 des Rings eine Teillauffläche 13′ mit dem Krümmungsradius R1 an. Die Verbindungslinie C zwischen den Punkten A und B schließt mit der Vertikalen einen Winkel α ein, der vorzugsweise 30°+-3° beträgt. Der Läufer 2 ist in den Fig. 1 und 2 nicht am Spinnring anliegend im Meridi anschnitt durch den Spinnring 11 gezeigt. Der Läufer 2 be steht im wesentlichen aus einem äußeren Läuferschenkel 21, der den Wulst 12′ umgreift, und einem inneren geraden Läu ferschenkel 22. Die Lauffläche 13 des Spinnringes, wie oben beschrieben bevorzugt durch Teile von Kreistorusflächen mit den Radien R1 und R2 gebildet, wäre im Idealfall ein Teil eines Hyperboloids mit stetig ändernden Krümmungsradien. In der Praxis genügt jedoch die Annäherung des Hyperboloid- Teiles durch eine gekrümmte Fläche mit konstantem Radius. Der innere Läuferschenkel 22 des Läufers 2 kann zwischen den Punkten A und B geradlinig verlaufen oder sich der Laufflä che 13 zum Teil anschmiegend ausgebildet sein. Bei der Schrägstellung des Läufers 2 auf dem Spinnring 1 während des Umlaufes, wie in Fig. 3 angedeutet, liegt die dem Spinnring 1 zugewandte Seite des Läuferschenkels 22 gleichmäßig am Spinnring im Bereich zwischen den Punkten A und B auf, wenn die Lauffläche hyperboloidförmig gestaltet ist, aber auch oberhalb des Punktes A, wenn die Innenkontur des Läufer schenkels 22 beim Punkt A entsprechend geformt ist. Das Hy perboloid ist definiert durch eine Erzeugende, die wie die den Spinnring 1 berührende Innenkante des inneren Läufer schenkels 22 um die Symmetrieachse des Spinnrings 1 rotiert. Die Raumlage der Erzeugenden läßt sich durch Berechnungen und empirisch durch Messungen bzw. Beobachtungen von Läu fermodellen bestimmen. Ist die Gestalt des Hyperboloids be stimmt, ist die Ermittlung des nötigen mittleren Krümmungs radius R2 der Lauffläche 13 graphisch oder rechnerisch mög lich.The spinning ring 1 according to the invention in FIGS . 1 and 2 is mounted in a ring frame 15 of the ring spinning machine. The connected to the ring frame 15 base portion 14 of the spinning ring 1 goes up into the so-called oblique flange 11 and this in the head portion 12 of the spinning ring. The oblique flange 11 resembles a circular truncated cone with generatrixes which are inclined at an angle α according to FIG. 2 to the vertical. At the top of the ring there is a bead 12 'on the head part 12 of the spinning ring, which runners 2 are attached to the spinning ring 1 in unusual running conditions, e.g. B. startup of the spinning machine, on the spinning ring 1 leads. The tread 13 has a curvature between the points A and B, which can have a constant radius of curvature R2, or is part of a Hy perboloides. Above the point A, a partial running surface 13 'with the radius of curvature R1 joins in the running part 12 of the ring. The connecting line C between the points A and B forms an angle α with the vertical, which is preferably 30 ° + -3 °. The rotor 2 is shown in Figs. 1 and 2 not on the spinning ring in the Meridi section through the spinning ring 11 shown. The runner 2 be essentially consists of an outer runner leg 21 , which surrounds the bead 12 ', and an inner straight Läu ferschenkel 22nd The running surface 13 of the spinning ring, as described above, preferably formed by parts of circular surfaces with the radii R1 and R2, would ideally be part of a hyperboloid with continuously changing radii of curvature. In practice, however, the approximation of the hyperboloid part by a curved surface with a constant radius is sufficient. The inner runner leg 22 of the runner 2 can run in a straight line between the points A and B or the running surface 13 can be designed to conform in part. When the rotor 2 is inclined on the spinning ring 1 during the rotation, as indicated in FIG. 3, the side of the rotor arm 22 facing the spinning ring 1 lies evenly on the spinning ring in the area between the points A and B when the running surface is hyperboloid-shaped , but also above point A, if the inner contour of the runner leg 22 at point A is shaped accordingly. The Hy is perboloid defined by a generatrix which as the inner rotor rotates the spinning ring 1-contacting inner edge leg 22 about the axis of symmetry of the spinning ring. 1 The spatial position of the generators can be determined by calculations and empirically by measurements or observations of rotor models. Is the shape of the hyperboloid be determined, the determination of the required mean radius of curvature R2 of the tread 13 is graphically or arithmetically possible.
Beträgt der Radius R1 am Spinnring beispielsweise 1.3 mm, so wählt man für den entsprechenden Innenradius R3 des Läufers beispielsweise 1.5 mm. Zwischen dem Wulst 12′ und der In nenkontur des Läuferschenkels 21 muß so viel Abstand sein, daß der Läufer 2 während des Umlaufes auf dem Spinnring 1 die Außenseite des Wulstes 12′ nicht berührt. Bevorzugte Abmessungen des Spinnringes 2 im Meridianschnitt sind fol gende:If the radius R1 on the spinning ring is 1.3 mm, for example, 1.5 mm is selected for the corresponding inner radius R3 of the rotor. Between the bead 12 'and the in nenkontur of the rotor leg 21 must be so much distance that the rotor 2 during the circulation on the spinning ring 1 does not touch the outside of the bead 12 '. Preferred dimensions of the spinning ring 2 in the meridian section are as follows:
Die unterstrichenen Werte sind bevorzugt für Ringspinnma schinen im Garnnummernbereich 5 . . . 40tex. Der Innendurchmes ser D gemäß Fig. 1 kann dabei z. B. zwischen 32 mm und 46 mm betragen. Ein Läufer nach der EP-A-05 29 277 mit einem Ge wicht von 8. . .140 mg läßt sich mit einem Spinnring 1 mit den bevorzugten Abmessungen kombinieren.The underlined values are preferred for ring spinning machines in yarn count range 5. . . 40tex. The inner diameter D according to FIG. 1 can, for. B. be between 32 mm and 46 mm. A runner according to EP-A-05 29 277 with a weight of 8.. .140 mg can be combined with a spinning ring 1 with the preferred dimensions.
Fig. 3 zeigt eine Teilansicht eines Spinnringes 1 mit dem Läufer 2 während des Umlaufes in Umfangsrichtung gemäß Pfeil L. Das Spinngarn G oberhalb des Läufers 2 läuft als Fadenballon um die Spindel 3, wird oben im Läufer 2 umge lenkt und läuft von hier aus in Richtung des Pfeiles G′ tangential am Umfang der Spindel 3 auf. Der Läufer 2 stellt sich während des Umlaufes am Spinnring 1 wie in Fig. 3 ge zeigt schräg. Die Schrägstellung hängt von verschiedenen Faktoren wie der Spinngeschwindigkeit, der Garnnummer, dem Spindeldurchmesser, dem Garntiter, den Reibungsverhältnissen zwischen Spinnring 1 und Läufer 2 und von der Läufermasse etc. ab. Unter idealen Verhältnissen stellt sich der Läufer 2 gegenüber dem Spinnring 1 so ein, daß sein innerer Läu ferschenkel 22 auf der Innenseite mit der Erzeugenden eines Hyporboloides zusammenfällt, das wie erwähnt teilweise durch die Lauffläche 13 im Bereich zwischen den Punkten A und B durch die gekrümmte Fläche mit dem Krümmungsradius R2 im Meridianschnitt angenähert wird. Fig. 3 shows a partial view of a spinning ring 1 with the rotor 2 during the circulation in the circumferential direction according to arrow L. The spinning yarn G above the rotor 2 runs as a thread balloon around the spindle 3 , is deflected upwards in the rotor 2 and runs from here into Direction of arrow G 'tangentially on the circumference of the spindle 3 . The rotor 2 is at an angle as it rotates on the spinning ring 1 as shown in FIG. 3. The inclination depends on various factors such as the spinning speed, the yarn number, the spindle diameter, the yarn titer, the frictional relationships between the spinning ring 1 and rotor 2 and the rotor mass, etc. Under ideal conditions, the rotor 2 adjusts itself to the spinning ring 1 in such a way that its inner limb thigh 22 coincides on the inside with the generatrix of a hyporboloid, which, as mentioned, partly through the tread 13 in the area between points A and B through the curved one Surface with the radius of curvature R2 is approximated in the meridian section.
Je nach Anwendungsfall sind der Radius R2 und der Winkel α so zu wählen, daß die idealen Verhältnisse vorliegen. Bei Annäherung der idealen Lauffläche durch eine Kreistorusflä che mit dem Radius R2 liegt Linienberührung des Läufers 2 an der Lauffläche 13 bereits nach einer kurzen Einlaufzeit von weniger als einer Stunde vor. Diese Situation ist in Fig. 4 in einem Schnitt gemäß Schnittlinie IV-IV durch den Spinnring 1 in Fig. 3 gezeigt. In Fig. 4 sind die am Läufer wirkenden Kräfte eingezeichnet, und zwar die Fliehkraft F aufgrund der Masse des Läufers, die in der Schnittebene liegende Komponente der resultierenden Fadenkraft R, die Normalkraft N vom Spinnring 1 auf den Läufer 2, die von der Flächenpressung zwischen Läufer 2 und Spinnring 1 unterhalb des Punktes A herrührt, und die Stützkraft S, die in der Teillauffläche 13′ des Spinnringes 1 auf die entsprechende Partie des Läufers übertragen wird. Die Berührungszone zwi schen dem Spinnring 1 und dem Läufer 2 wird durch die ge strichelte Pfeillinie Z dargestellt. Die Schrägstellung des Läufers 2 ist dadurch bedingt, daß das Spinngarn oberhalb der Läuferschwerpunkts angreift.Depending on the application, the radius R2 and the angle α must be selected so that the ideal conditions are present. When the ideal running surface is approached by a Kreistorusflä surface with the radius R2, line contact of the rotor 2 on the running surface 13 is already present after a short running-in period of less than one hour. This situation is shown in Fig. 4 in a section along section line IV-IV through the spinning ring 1 in Fig. 3. In Fig. 4, the forces acting on the rotor are shown, namely the centrifugal force F due to the mass of the rotor, the component of the resulting thread force R lying in the sectional plane, the normal force N from the spinning ring 1 on the rotor 2 , between the surface pressure between Runner 2 and spinning ring 1 below point A, and the supporting force S, which is transmitted in the partial running surface 13 'of the spinning ring 1 to the corresponding section of the runner. The zone of contact between the spinning ring 1 and the rotor 2 is shown by the dashed arrow line Z. The inclination of the rotor 2 is due to the fact that the spun yarn attacks above the rotor center of gravity.
Aus Fig. 4 ist zu ersehen, daß sich anschließend an die Lauffläche 13 am inneren Schenkel des Läufers 2 ein freier Abschnitt der Länge Z1 nach unten erstreckt, welcher mit hilft, das Wärmegleichgewicht am Läufer auf tieferem Tempe raturniveau zu erreichen. Z1 beträgt zwischen 0.5 und 1.5 mm, bevorzugt 1 mm.From Fig. 4 it can be seen that then extends to the tread 13 on the inner leg of the rotor 2, a free section of length Z1 down, which helps to reach the thermal balance on the rotor at a lower temperature level. Z1 is between 0.5 and 1.5 mm, preferably 1 mm.
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