DE6803993U

DE6803993U - Doppeldrahtzwirnspindel.

Info

Publication number: DE6803993U
Application number: DE6803993U
Authority: DE
Original assignee: Rhodiaceta SA
Current assignee: Rhodiaceta SA
Priority date: 1967-10-25
Filing date: 1968-10-25
Publication date: 1972-11-23
Also published as: ES359550A1; DE1805274A1; US3557541A; NL6814876A; FR1553828A; GB1245010A; BR6803341D0; CH502453A

Description

Dr. F. Zumsteln sen..-- Dr: E. Asshnann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun. f

PATENTANWÄLTE ^J

TELEFON: !3AMMELNR. 22 53 41

TELEX 529979

TELEGRAMME: ZUMPAT

POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN S11 39

BANKKONTO:
BANKHALIS H. AUFHÄUSER

8 MÜNCHEN 2, BRÄUHAUSSTRASSE 4/III

SOCIETE RHODIACETA, Paris/Prankreich

Doppeldrahtzwirnspindel

Die Erfindung betrifft eine Doppeldrahtzwirnspindel, die einen durchgehenden Fadenführungskanal aufweist und. bei der bei hoher Drehzahl der Spindel infolge kontrollierter Ansaugung des Fadens die Aufnahme des Fadens mit schwacher Spannung möglich ist.

Die erfindungsgemäße Spindel kann beliebige Wickel, z.B. Kopse, aufnehmen, insbesondere wird sie aber für die unmittelbar am Ausgang der Fadenextrusion liegenden Spulenhalter verwendet, wodurch der aufwendige Haspelvorgang vermieden wird.

Es ist allgemein bekannt, Doppeldrahtzwirnspindel)! aus Wirtßchaitlichkeitsgründen bei höchstmöglicher Drehzahl zu betreiben. Dabei treten schwierig zu lösende mechanische und dynamische Irobleme auf.

Ss wurde schon lange versucht, alle übermäßigen Ballonbildungen zu vermeiden, die die Hauptursache für die durch den Luftwiderstand hervorgerufenen Spannungen sind.

680399323.11.72

Um den Einfluß des Ballons zu vermindern, wurde vorgeschlagen, den Faden über einen Sammelring aufzunehmen, dessen innerer Rand größer ist als sein Durchmesser, so daß die Verteilung des in den Ballon einlaufenden Fadens im wesentlichen in der Ebene des Fadenaustritts liegt.

Es wurde auch vorgeschlagen, die horizontale Ausdehnung des Ballons durch ein in besonderer Weise gestaltetes Fadenaufnahmeorgan zu begrenzen, so daß der den Rotor verlassende Faden beim Durchlaufen des Aufnahmeorgans eine Kurve mit konstanter Krümmung beschreibt.

Diese Lösungen haben jedoch den Nachteil, daß der Einfluß des Ballons immer noch zu groß ist. Um jegliche merkliche Reibung zu vermeiden, wurde auch vorgeschlagen, den Faden beim Verlassen des Spulendorns auf seinem Weg um die Spindel durch einen seitlichen Kanal in der Weise zu führen, daß der Faden bis auf eine kurze Distanz nicht mit der umgebenden Luft in Berührung kommt.

Leider bringt die einfache Beseitigung des Ballons allein noch keine befriedigende Lösung, da dies nicht ausreicht, um eine schwache, geschv/eige denn eine gleichmäßige Ausgangsspannung zu erhalten. Nun hatte aber der Regulierungsring die wesentlichste Aufgabe, die Schwankungen der auf den Faden ausgeübten Spannung zu vermindern. Diese Regulierung beruht im wesentlichen auf dem Umschlingungsbogen des Fadens auf dem Regulierungsring. Dabei bestehen folgende Grenzen: einerseits wird bei zu großem Umschlingungsbogen eine zu große Reibung des Fadens auf dem Ring erzeugt, die so schädlich werden kann wie jene, die vermieden werden soll, und andererseits sollte der Faden beim Verlassen der Spindel nicht zu schlaff sein, da es sonst sehr schwierig wird,' einen gleichmäßigen Aufwickelzug zu erhalten.

680399323.11.72

Es wurde auch versucht, die anderen Variablen, insbesondere die Fadenspannung zu verändern. In diesem Zusammenhang wurde die Anwendung eines Spanners kleiner Trägheit, wie etwa eines magnetischen Spanners oder eines Kugelspanners, der am Eingang der Spindel angeordnet ist, für besonders gut befunden. Eine solche Lösung kann jedoch nur dann gute Ergebnisse bringen, wenn der Faden beim Verlassen des Spanners, d.h. in der Spindel selbst, keinen Spannungsstößen unterliegt. Nun aber beschreibt der Faden in der Spindel einen gekrümmten Weg und unterliegt so gewissen Spannungsstößen. Um diese sehr harten Spannungsstöße im Inneren der Spindel zu vermeiden, wurde in gleicher Weise vorgeschlagen, an verschiedenen Stellen der inneren Führung besonders konstruierte Fadenführer zu verwenden, die als feststehende Führungen oder als Rollen am unteren Ende des Spindeldorsn angebracht sind. Dabei handelt es sich um an sich ungenügende Maßnahmen.

Es könnte auch daran gedacht werden, die Lösung in der Kombination von zv/ei oder mehreren der verschiedenen vorgenannten Mittel zu suchen. Leider sind deren Wirkungen nicht cumulativ. So verursacht die Bildung eines Umschlingungsbogens, der eine gute Regelung der Spannung sm Ausgang der Spindel sicherstellt, eine ziemlich schwache Spannung am Eingang der Spindel, so daß dem am Eingang der Spindel angeordneten Spanner eine untergeordnete ¹RoIIe zugewiesen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Doppeldrahtzwirnspindel so auszubilden, daß eine schwache und gleichmäßige Fadenspannung am Ausgang durch eine einfache und sehr wirksame konstruktive Lösung erhalten wird.

Bei dieser Spindel wird die Fadenspannung beim Einlaufen, in die Spindel vorgeregelt, sodann wird der Faden in die Spindel mit eingestelltem Sol eingesaugt, und schließlich wird der Faden auf einem sich drehenden Organ in der V/eise

680399323.11.72

aufgenommen, daß der auf diesem Organ einen Umschlingungsbogen von wenigstens einem Viertel, vorzugsweise von der Häli'te bis zu drei Vierteln des Umfangs vor der Ballonbildung beschreibt .

Bei dieser Anordnung sind am Eingang der Spindel ein Spanner angeordnet und ein durchgehender Führungskanal vorgesehen, der bei der Drehung der Spindel einen einstellbaren Sog auf dem Faden erzeugt und der den Faden durch und um die Spindel führt, und ein Aufnähme organ, das fest mit der Spindel verbunden ist und auf dem der Faden beim Verlassen der durchgehenden Führung vor der Ballonbildung einen Umschlingungsbogen beschreibt. Unter durchgehendem Führungskanal wird keine der bekannten Führungen mit Unterbrechungen verstanden, wie etwa ein Kiß, eine Mündung oder ähnlichem, die einen durch die Spindeldrnhung verursachten nennenswerten Druckabfall erzeugen.

Der arn Eingang der Spindel angeordnete Spanner kann an sich bekannt sein, es kann etwa ein Kugelspanner, vorzugsweise jedoch ein wegen seiner geringen Trägheit besonders geeigneter magnetischer Spanner sein.

Die durchgehende Führung wird durch eine zum Spi r.deldorn koaxiale Führung und durch mindestens eine Röhre gebildet, die tangential oder im Inneren der Spindelschale verlauf, wobei die beiden Teile in entsprechender V/eise zusammengefügt sind. Um einer Vereinfachung vorzubeugen, werden die beider, entsprechenden Teile nachfolgend als Axialteil und als Radialteil der Führung bezeichnet. Unter Umständen ist das Radialteil der Führung selbst noch um ein Teil verlängert, das im wesentlichen parallel zum Spindeldorn verläuft.

Um eine bessere Auswuchtung der Spindel sicherzustellen, und um bei gleicher Spindeldrehzahl verschiedenen Ans&ugkräfte auf den Faden ausüben zu können, wird das Radialteil des

680399323.11.72

Führungskanals vorteilhafterweise durch mehrere Zweige gebildet, die zueinander im selben Winkel stehen, wobei keiner der Zweige als Durchgang für den Faden dient.

Die Größe der auf den Faden wirkenden Saugkraft kann für eine gegebene Spindeldrehzahl nach den anzuwendenden Betriebsbedingungen, insbesondere nach der Art des herzustellenden Fadens, eingestellt werden. Diese Saugkraft sollte ausreichend groß sein, um insbesondere die gelegentlich auftretende Reibung des Fadens im Inneren der Spindel und die Ausbildung turbulenter Störbewegungen zu beseitigen, jedoch so klein, um die Ausbildung von zu großen Umschlingungsbogen nicht zu begünstigen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Spindel im Bereich der Verbindungsstelle der radialen und axialen Teile einen herausnehmbaren Fadenführer auf. Dieser Fadenführer kann beliebig ausgebildet sein und aus allen gebräuchlichen Materialien, wie etwa behandeltem Stahl, Keramik, Korund usw., hergestellt sein.

Das Aufnahmeorgan ist vorzugsweise soweit unten (in Fadenaustrittsrichtung) wie möglich angeordnet, um den Einfluß des Ballons zu begrenzen. Die Form dieses Organs hängt von der verwendeten V/ickelart ab. Im allgemeinen werden, insbesondere aus Gründen der einfachen Herstellung, symmetrische, beispielsweise konische Formen verwendet. Das Aufnahmeorgan ist kraftschlüssig mit dem Rotor der Spindel verbunden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger beispielsweiser, jedoch die Erfindung in keiner Weise einschränkender Ausführungsformen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt der erfindungsgemäßen Spindel in diesem speziellen Fall mit einer Wicklung in Form eines Kopses.

680399323.11.72

Pig. 2 zeigt eine Schnittskizze einer speziellen Ausführungsform des herausnehmbaren Fadenführers, die im Bereich der Richtungsänderung des Fadens in dem durchgehenden Führungskanal angeordnet ist.

Die Anordnung ist zusammengesetzt aus einer hohlen Spindel 1, die als Halter für eine Wicklung 2 dient, einem dazwischenliegenden hohlen Stator 3, der durch Magnete 4 und 5 stillgesetzt wird, und ist an ihrem oberen Teil mit einem magnetischen Spanner 6 versehen.

Der Rotor der Spindel ist kraftschlüssig mit einem durch eine drehbare, konische Fläche gebildeten Sammelorgan 7 versehen.

Die Wicklung 2 ist um den Spindeldorn 8 mittels eines Paßringer. 9 aus elastischem Material zentriert, der Dorn 8 weist ,einen^a^ialen Kanal auf, der sich in einer gekrümmten Röhre 10 fortsetzt, die aus einem geradlinigen Teil 11 einer Krümmung 12, die in einen schräg nach oben führenden Teil 13 einmündet, und aus einem Endteil 14 besteht, der im wesentlichen parallel zur Spindelachse verläuft.

Der von der Wicklung 2 abgerufte Faden durchläuft den magnetischen Spanner 6, folgt danach dem durch den Axialkanal des Spindeldorns 8 und der gekrümmten Röhre 10 gebildeten durchgehenden Führungskanal, bevor er auf dem Konus des Aufnahmeorgans 7 einen Umschlingungsbogen beschreibt und dann vor dem Durchlaufen einer Fadenführung 15 einen Ballon bildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die gekrümmte Röhre 10 durch eine herausnehmbare Röhre 16 ersetzt, die an ihrem unteren Ende eine mit dem Rotor der Spindel kraftschlüssig verbundene eiförmige Fadenführung aufweist.

680399323.11.72

Diese Fadenführung (Pig. 2) wird durch zwei symmetrische halbeiförmige Elemente 17 und 17' gebildet, die die gekrümmte Röhre 16 begrenzen. Die Fadenführung ist am Rotor mittels plattenförmiger Befestigungsteile 18 befestigt. Die zwei Elemente 17 und 17¹ weisen zwei Nuten 19 und 19' auf, die als Fadenführung dienen, und sind durch eine Schale 20 abgedeckt, die mit ihrem äußeren Rand auf der Unterseite des Spindelrotors abgestützt ist.

■Ό

Die zwei Nuten 19 und 19' führen in zwei nach oben ragende Röhren 21 md 22 über, deren Achsen bezüglich einer Vertikalschnittebene symmetrisch angeordnet sind, um so eine Unwuchtung der Spindel zu vermeiden.

Die zweite Röhre vermöglicht eine Regelung des Wertes der Saugkraft.

Es lassen sich in ähnlicher V/eise auch Spindeln herstellen, die mehrere aufsteigende Röhren aufweisen, die in radialer Richtung in bezug auf die Achse regelmäßig verteilt angeordnet sind. Eine vorzugsweise Ausführungsform einer solchen Spindel weist drei radiale aufsteigende Röhren auf, die zwischen sich einen Winkel von 120 einschließen.

Die Stärke des auf den Faden ausgeübten Solgs wurde dadurch bestimmt, daß zur Messung des durch die Spindeldrehung erzeugten Unterdrucks ein V/assermanometer am Spindeleingang angeordnet war, bei einer Spindel, die mit einem durch drei aufsteigende Röhren verlängerten, herausnehmbaren Fadenführer ausgestattet war. Für verschiedene Drehzahlen der Spindel wurden die entsprechenden Unterdrücke gernessen. Die erhaltenen Resultate wurden in einer graphischen Darstellung aufgetragen, wobei auf der Abszisse die Spindeldrehzahl in je tausend Urndrehungen/I.iinute und auf der Ordinate die zugehörigen Unterdruckwerte in mm Wassersäule aufgetragen wurden.

680399323.11.72

Dann wurde derselbe Versuch wiederholt, wobei nacheinander zuerst eine, dann zwei öffnungen verschlossen wurden. Die entsprechenden Kurven wurden aufgetragen.

Die erhaltenen Resultate sind in Pig. 3 graphisch dargestellt, wobei Kurve I einer Spindel mit einer einzigen geöffneten Ausgangsöffnung entspricht, durch die der Faden hindurchläuft, die Kurven II und III entsprechen einer Spindel, bei der bzw. zv/ei oder drei Ausgangsöffnungen offen sind, wobei der Faden durch eine dieser öffnungen durchläuft.

Durch die Verwendung einer Spindel mit mehreren Kanälen kann so der Sog auf den Faden bei gleicher Drehzahl an die Betriebsbedingungen in der notwendigen V/eise angepaßt werden, und das einfach durch Verschliei3en eines oder mehrere Ausgangskanäle .

Die Vorteile der Erfindung sind mit Hilfe von Beispielen viel leichter verständlich.

Beispiel 1

Verwendet wird eine der vorstehend beschriebenen Spindeln mit drei radialen Röhren, einem Gesamtgewicht von 7,4 kg, einem Durchmesser des zylindrischen Rotorteils von 14,5 cm und einem Maximaldurchmesser des konischen Fadenaufnahmeorgans von 16 cm. Die Höhe der Spindel vom Rotorfuß bis sum Oberteil des Aufnahmeorgans beträgt 23,5 cm. Die Gesamthöhe der Spindel hängt ab von der Höhe des verwendeten Wickels, wobei die aufsteigende Röhre im Wickelhalter entsprechend bemessen ist.

Die Spindel ist mit einem 30 cm hohen Wickelkopses versehen, der eine Wicklung von 1 kg Gewicht trägt, die Spindel läuft mit einer Drehzahl von 9200 U/min. Ein Xthylen-Polytarephthalat-Faden von 65 den., 33 Einzelfäden und einer Anfangsdrehung in S von 20 Y.'iridungen/m wird auf diese Art zu einem Faden ge-

680399323.11.72

zwirnt, der eine Enddrehung in S von 1100 V/indungen/m aufweist. Der Umschlingungsbogen umschließt 2/3 des Umfangs.

Pur eine Wickelgeschwindigkeit von 16,7 m/min, beträgt die Fadenspannung 11 g bei Abweichungen der Spannungsamplitude von + 0,5 g.

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel sind die verwendete Spindel und die angewandte Betriebsart identisch mit denen im vorhergehenden Beispiel. Aus einem Polyhexamethylenadipinsäureamid-Faden von 70 den., 23 Einzelfäden einer Anfangsdrehung von 20 Windungen/m in Z wird ein Faden gezwirnt mit einer Enddrehung in Z von 500 V/indungen/m. Der Umschlingungsbogen liegt bei etwa 2/3 des Umfangs. Die V/ickelgeschwindigkeit beträgt 37 m/min., die Fadenspannung 10 g mit Amplitudenabweichungen von + 0,5 g.

Beispiel 3

Bei diesem Beispiel wird ein Faden aus Celluloseacetat von 75 den., 24 Einzelfäden und ohne Anfangsdrehung auf einer Spindel, wie in Beispiel 1, gezwirnt, die jedoch zur Aufnahme von 'wicklungen auf Spulen abgeändert ist und einen Spindelschleudcirsuhutz in Form eines U von 30 cm Durchmesser und einer gleichmäßigen Hohe von 14,5 cm aufweist. Es wird eine Spule von 12 cm Höhe und 26 cm Durchmesser mit einer Wicklung von 2,5 kg verwendet. Bei einer "■', ickelgeschv/indigkeit von 3.2. m/r.iin. und ei rrer Große de et- U-rnsch-: ing tmg-s bog-e-n s—von 3/4-de-s ■ Umfangs betragt di.e Spannung 13 g bei Amplitudenschwankungen von _+ 0,5 g.

Unter Schleuderschutz wird hier der äußere Teil des Spindelroters verstanden, der der* Stator umgibt.

680399323.11.72

Bei diesen Beispielen wurde eine Spindel gewählt, bei der das Aufnahmeorgang am Oberteil der Spindel angebracht ist. Die Spindel kann auch an ihrem unteren Teil mit einem Aufnahmeorgan versehen sein.

So erhält man bei Spindeldrehzahlen, die denen in der industriellen Fertigung verwendeten entsprechen, sehr geringe _; Fadenspannungen beim Abziehen des Fadens mit praktisch vernachlässigbaren Schwankungen der Spannungsamplitude. Das ist von großem Interesse, denn es ist bekannt, daß diese Spannungsschwankungen sich nachfolgend als Fehler auf die Entprodukte übertragen, etwa als Ungleichheiten im Farbton.

Darüberhinaus kann mit dieser Spindel durch die Einfachheit der Anpassung ohne größe Veränderungen je nach den verschiedenen Betriebsarten sehr variabel mittels der einfach zu handhabenden Regelung gearbeitet werden, da praktisch nur ein Parameter verändert zu werden braucht.

Diese Spindel ermöglicht auf neue V/eise die Verzwirnung sehr verschiedener Arten und Formen von Wickeln, insbesondere solcher von großen Abmessungen, seien sie so hoch wie der Wickelkörper selbst oder so dick wie jene der Chemiefäden, die durch hohe Umfangsgeschwindigkeiten beim Aufspulen nach dem Spinnen erhalten werden.

680399323.11.72

Claims

Schutjansprüchs

1. Doppeldrahtzwirnspindel für hohe Drehzahlen, "bei der mit schwacher Spannung im wesentlichen gleichmäßig abgewickelt werden kann, gekennzeichnet durch einen am Eingang der Spindel angeordneten Fadenspanner und einen durchgehenden Führungskanal, der den Faden durch und um die Spindel führt, und durch ein mit der Spindel verbundenes Aufnahmeorgan, über dem der Faden beim Ausgang des durchgehenden Führungskanals und vor der Ballenbildung einen Umschlingungsbogen beschreibt,.

2. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der am Eingang der Spindel angeordnete Fadenspanner ein magnetischer Spanner ist.

3. Spindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der am Eingang der Spindel angeordnete Fadenspanner ein Kugelspanner ist.

4. Spindel nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehende Fadenführung in ihrem Zuführungsteil durch den Spindeldorn und in ihrem Ausgangateil durch mindestens eine, genau an die äußere Oberfläche des Schleuderschutzes der Spindel angepaßte Röhre gebildet wird.

680399323.11.72

5· Spindel nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Teil des durch gehenden Führungskanals durch mehrere Röhren gebildet ist, die in einer in bezug auf die Spindelachse symmetrischen V/inkelverteilung angeordnet sind.

6. Spindel nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durchgehende Führungskanal im Bereich der Richtungsänderung des Fadens zwischen Anfang- und Endteil einen herausnehmbaren Fadenführer aufweist.

7. Spindel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der herausnehmbare Fadenführer als Umdrehungsflache ausgebildet ist.

8. Spindel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeorgan durch eine drehbare Fläche gebildet ist.

9. Spindel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Fläche eine konische Fläche ist.

10. Spindel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeorgan am unteren Teil der Spindel angeordnet ist.

11. Spindel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeorgan am oberen Teil der Spindel angeordnet ist.

680399323.11.72