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Diese Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für die
Spindeln einer Textilspinnmaschine.
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Es ist bekannt, daß bei einer Textilspinnmaschine, wie eine
Ringspinnmaschine, die in Kilogramm Faden, Z.B. Baumwollfaden
ausgedrückte effektive Produktion sich aus der Differenz
Zwischen der ausgehend von der Fadennennproduktion berechneten
theoretischen Produktion und dem Produktionsverlust, d.h. der
Nichtumwandlung von Lunte in Faden, ergibt.
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Die effektive Produktion der Maschine ist einleuchtenderweise
die Grundlage der Fadenpreisberechnung.
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Der für den Produktionsverlust der Spinnmaschine am meisten
verantwortliche Faktor ist der Fadenbruch infolge der
Zugbeanspruchung der Fasern beim Aufwickeln zu Spulen. Ein solcher
Bruch ist von Umgebungsbedingungen, wie Feuchtigkeit und
Temperatur der Arbeitsumgebung, und von systemischen Parametern,
wie unregelmäßige oder unzeitige normale oder
außergewöhnliche Wartung der Maschine, abhängig. Das Wiederanknüpfen des
gerissenen Fadens, ob von Hand oder automatisch, erfordert
unvermeidlich das Anhalten der vom Fadenbruch betroffenen
Spindel oder Spindeln.
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Zum Bremsen der Spindeln werden Vorrichtungen benutzt, bei
denen ein Betätigungshebel auf einen Bremskolben wirkt, der
eine Bremsbacke trägt, die sich an den Schaft der Spindel
anlegt und sie so bremst. Der Wirkung des Hebels wirkt eine
Rückstellfeder entgegen, welche die Vorrichtung beim
Loslassen des Hebels in ihre Ruhestellung zurückbringt.
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Die Spindeln werden von einem Riemen durch tangentiale Berüh
rung der Spindelschäfte drehangetrieben, wobei diese
Berührung durch Spannglieder in Form von Rollen aufrechterhalten
wird, die mit Zwischenabstand in der Bewegungsbahn des
Antriebsriemens auf dessen den Spindeln abgewandter Seite
angeordnet sind. Die Spindeln sind mit senkrechter Achse im
festen Maschinenaufbau drehbar gelagert und zur Aufnahme von
Hülsen ausgebildet, auf welche der Faden aufgewickelt wird.
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Die Bremsbacke wirkt auf den Spindelschaft im wesentlichen
auf der der Berührungsstelle des Antriebsriemens
entgegengesetzten Seite. Die Stärke der Bremswirkung auf die Spindel
wird gemäß dem Stand der Technik durch die Stärke des Drucks
bestimmt, den das Bedienungspersonal auf den Betätigungshebel
ausübt, der von der Außenseite der Spinnmaschine zugänglich
ist. Das Bedienungspersonal übt diese Wirkung mit dem Knie
aus, da beide Hände für das Verknüpfen des gerissenen Fadens
frei gehalten werden müssen. Die auf diese Weise ausgeübte
Bremswirkung ist daher in hohem Maße veränderlich und kann
sehr groß werden, um sicherzustellen, daß die Spindel rasch
gebremst wird und dann gebremst bleibt, obwohl sie in
tangentialer Berührung mit dem Antriebsriemen bleibt, der auf
Schaft der gebremsten Spindel gleitet.
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Bei herkömmlichen Spindeln von im wesentlichen starrer
Konstruktion führt ein zu hoher Bremsdruck zu keinen
wesentlichen Schwierigkeiten, ausgenommen vielleicht eine übermäßige
Belastung des die Spindelstange führenden Radiallagers, was
mit der Zeit zu Schäden oder Zentrierfehlern führen kann.
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Die Verwendung der weiterentwickelten Spindeln, die als
"elastische" Spindeln bekannt sind, kann jedoch schwerwiegende
Probleme schaffen, wenn sie mit den beschriebenen
herkömmlichen Bremsvorrichtungen verwendet werden. Der Grund hierfür
ist, daß diese Spindeln von speziellem Aufbau sind, der
Einsätze
aus Werkstoffen mit relativer Flexibilität aufweist, um
die Schwingungsübertragung auf die Maschine und folglich das
Geräusch zu mindern, das bei der sehr raschen Drehung der
Spindeln entsteht, dabei zur gleichen Zeit eine Erhöhung der
Drehzahlen zu ermöglichen. Außerdem ist bei diesen Spindeln
die Belastung des Radiallagers verringert.
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Wird auf Spindeln dieses Typs eine übermäßige Bremskraft
ausgeübt, können die Spindeln wegen der genannten relativen
Elastizität, die bei Ausübung der Bremskraft eine Durchbiegung
der Spindeln verursacht, Drehschwingungen (am oberen
Spindelende) ausführen oder sich nicht axial drehen. Dies kann sich
auf die benachbarten Spindeln auswirken, deren Drehzahl
sinken kann, mit darausfolgendem Bruch der zugehörigen Fäden. In
dieser Hinsicht kann die auf den Antriebsriemen wegen der
relativen Elastizität der Spindeln übertragene Anpreßkraft den
Riemen in eine Stellung verschieben, die seine
Antriebsberührung mit den benachbarten Spindeln unsicher macht, so ihre
Drehgeschwindigkeit reduziert oder unregelmäßig macht.
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Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung
einer Bremsvorrichtung für die Spindeln einer
Textilspinnmaschine, wie eine Ringspinnmaschine, welche die weiter oben
genannten Nachteile und Einschränkungen dadurch überwindet,
daß sie für die betreffenden speziellen Spindeln,
einschließlich der sogenannten elastischen Spindeln, eine optimale
Bremswirkung liefert, ohne daß die benachbarten Spindeln
beeinflußt werden, auch wenn der vom Bedienungspersonal auf die
Vorrichtung ausgeübte Druck übermäßig ist. Eine weitere
Aufgabe besteht darin, eine Bremsspindel zu schaffen, die
herkömmliche Vorrichtungen ersetzen kann, ohne daß die Maschine
oder Spindelträger geändert werden müssen, und somit auf
einfache Weise an bereits in Betrieb befindliche Maschinen
angewandt werden kann.
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Eine noch andere Aufgabe besteht darin, eine Bremsvorrichtung
der vorstehend genannten Art zu schaffen, die einfach
aufgebaut und bequem zu verwenden ist.
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Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für die Spindeln
einer Textilspinnmaschine, mit einem Träger, der am
Maschinenaufbau befestigbar ist und in dem ein Kolben gleitet, der
mit einer Bremsbacke verbunden ist, welche an eine zugehörige
sich drehende Spindel anlegbar ist und diese durch Reibung zu
bremsen vermag, wobei der Kolben in seine Bremsstellung durch
einen Betätigungshebel gegen die Wirkung einer zwischen dem
Träger und dem Kolben wirkenden Rückstellfeder verstellt
wird, und die weiter oben genannten Aufgaben werden
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kolben von zwei
Kolbenteilen gebildet ist, wobei einer die Bremsbacke trägt und der
andere am Betätigungshebel anliegt, die beiden Kolbenteile
relativ zueinander in der Achsenrichtung des Kolbens
verschiebbar sind, und zwischen den beiden Kolbenteilen eine
Druckfeder angeordnet ist.
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Bei einer Bremsvorrichtung dieses Typs ist die Bremsstärke
nicht mehr durch den vom Bedienungspersonal auf den
Betätigungshebel ausgeübten Druck bestimmt, sondern durch die
zwischen den beiden Kolbenteilen angeordnete Feder. In diesem
Zusammenhang übt die Bremsbacke auf den Spindelschaft eine
Bremskraft aus, die dem Elastizitätskoeffizienten der
zwischen den beiden Kolbenteilen angeordneten Feder proportional
ist. Dieser Koeffizient kann so gewählt oder möglicherweise
so angepaßt werden, daß die Maschineneigenschaften
berücksichtigt werden, folglich eine für den speziellen Spindeltyp
optimale Bremswirkung erzielt wird, unabhängig von der vom
Bedienungspersonal ausgeübten Kraft und folglich unter
Überwindung der Nachteile der bekannten Vorrichtungen.
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Eine in dieser Weise aufgebaute Vorrichtung kann die übliche
Konfiguration der meisten Bauteile der bekannten
Vorrichtungen beibehalten, mit Ausnahme des Kolbens, so daß sie bei
vorhandenen Maschinen angewandt werden kann, ohne daß diese
geändert werden müssen. Sie ist ferner von sehr einfachem
Aufbau.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden aus
der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung deutlicher, die als
Beispiel in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, in
denen zeigt:
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Fig. 1 eine Teilschnittansicht an der Spindel durch einen
Teil einer Textilspinnmaschine, die eine
erfindungsgemäße Bremsvorrichtung aufweist,
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Fig. 2 einen Schnitt in gegenüber der Fig. 1 vergrößertem
Maßstab durch eine Bremsvorrichtung eines bekannten
Typs, und
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Fig. 3 einen Schnitt in gegenüber der Fig. 2 vergrößertem
Maßstab durch eine erfindungsgemäße
Bremsvorrichtung.
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Die Zeichnungen zeigen eine Spindel 1 von bekanntem Typ, bei
der der feste Stützteil 2 am Bett 3 der Textilspinnmaschine
mit einer Mutter 4 befestigt ist. Ein Lager 5 stützt die
Spindelstange 6 drehbar ab, mit der das Spindelhauptteil 7
starr verbunden ist, auf welchem die Hülse 8 angeordnet ist,
die den Faden zur Bildung der Spule 9 aufnimmt. Drehung wird
auf die Spindel 1 über einen Riemen 10 übertragen, der am
Spindelschaft 11 tangential anliegt, der hohl ist und in
einer Schutzvorrichtung 12 angeordnet ist, die sich über die
gesamte Maschine erstreckt und auch die Spannrollen 13 für
den Riemen 10 aufnimmt, von der eine in Fig. 1 erkennbar ist.
Die insgesamt mit 14 bezeichnete Bremsvorrichtung ist mit
Zuordnung zum Schaft 11 der Spindel 1 angeordnet. Jede
Spindel
ist mit ihrer eigenen Bremsvorrichtung 14 versehen.
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Eine Bremsvorrichtung eines bekannten Typs ist in Fig. 2
dargestellt. Sie umfaßt einen Träger 15, der an der Wand 16 der
Schutzvorrichtung 12 mit einem Befestigungsring 17 befestigt
ist. Im Träger 15 gleitet in Achsenrichtung des Trägers 15,
d.h. radial zur Achse der Spindel 1, ein Kolben 18. Mit dem
der Spindel 1 zugewandten Endstück des Kolbens 18 ist eine
Bremsbacke 19 formschlüssig verbunden, die eine im
wesentlichen halbzylindrische Bremsfläche 19a mit einem dem Radius
des Schaftes 11 gleichen Radius aufweist und so ausgebildet
ist, daß sie sich an die sich drehende Spindel 1 anlegt und
sie durch Wirken auf den Schaft 11 durch Reibung bremst. An
seinem Endstück, das dem die Bremsbacke 19 tragenden Endstück
entgegengesetzt ist, liegt am Kolben 18 ein Betätigungshebel
20 an, der am Träger 15 bei 21 schwenkbar gelagert ist. In
einer zwischen dem Träger 15 und dem Kolben 18 definierten
Aufnahme 22 ist eine axiale Feder 23 vorgesehen, welche die
Berührung zwischen dem Kolben 18 und dem Hebel 20
aufrechterhält und als Rückstellfeder für den Kolben 18 und den Hebel
20 nach deren Betätigung wirkt. In der in Fig. 2
dargestellten Ruhestellung liegt der Hebel 20 mit seinem oberen
Abschnitt an der Wand 16 an und die Bremsbacke 19 ist vom
Schaft 11 der Spindel 1 weggerückt.
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Es leuchtet ein, daß bei dieser beschriebenen bekannten
Vorrichtung die Stärke der Bremswirkung auf die Spindel 1 von
der Stärke des vom Bedienungspersonal auf den
Betätigungshebel 20 ausgeübten Druck abhängig ist. Ist die Wirkung zu
stark, kann sie zu einer übermäßigen Beanspruchung des
Radiallagers 5 und bei Spindeln des genannten elastischen Typs zu
einer Durchbiegung der Spindelstange 6 führen, mit
fehlerhafter Fluchtung bei der Drehung der Spindel, deren oberer
Abschnitt außerhalb der Achse dreht und Schwingungen erzeugt,
die sich auf die benachbarten Spindeln auswirken können. Wie
schon angegeben, kann diese Durchbiegung zu einem
Drehzahlverlust bei den benachbarten Spindeln führen. Weil der Hebel
20 vom Bedienungspersonal mit dem Knie betätigt wird, weil es
für das Einlegen einer neuen Fadenlänge zwischen dem
Streckwerk und der gebremsten Spindel die Hände freihalten muß, ist
es schwierig, die Druckstärke exakt zu steuern, die ohne
weiteres übermäßig sein kann, mit den schon angegebenen Folgen.
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Dagegen ist erfindungsgemäß der Kolben 18 von zwei
Kolbenteilen 18a und 18b gebildet, wie in Fig. 3 dargestellt ist, in
der für gleiche oder äquivalente Bauteile die gleichen
Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren beibehalten
sind. Der Kolbenteil 18a trägt die Bremsbacke 19, wogegen der
Kolbenteil 18b am Betätigungshebel 20 anliegt. Die beiden
Kolbenteile 18a und 18b sind im Träger 15 relativ zueinander
in der Achsenrichtung des Kolbens 18 verschieblich
angeordnet, und zwischen den beiden Kolbenteilen 18a und 18b ist
eine Druckfeder 24 angeordnet, die im Sinne der Trennung der
Kolbenteile voneinander wirkt.
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Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform weist der
Kolbenteil 18a einen axialen Ansatz 25 auf, der in einer im
Kolbenteil 18b vorgesehenen axialen Vertiefung 26
verschiebbar ist. Die Feder 24 ist vorteilhafterweise in der
Vertiefung 26 zwischen einem Durchmesserübergang 27 am axialen
Ansatz 25 und dem Boden 28 der Vertiefung 26 angeordnet. Diese
Ausführung ermöglicht vorteilhafterweise die Beibehaltung
einer guten Führung der beiden Kolbenteile in Achsenrichtung,
zusammen mit guter Stabilität unter der Wirkung der
Bremskraft.
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Die beiden Kolbenteile 18a und 18b sind vorzugsweise mit
einer Einrichtung zum Begrenzen der Relativbewegung der beiden
Teile unter der Wirkung der Druckfeder 24 versehen, die unter
diesen Bedingungen in der von dieser Einrichtung bestimmten
Stellung unter Vorspannung steht. Bei der dargestellten
Ausführungsform besteht diese Einrichtung aus einer Schraube 29,
die so axial in den Kolbenteil 18a eingeschraubt und im
Kolbenteil 18b drehbar gelagert ist, daß ihr Kopf 30 durch eine
im Kolbenteil 18b vorgesehene Öffnung 31 zugänglich ist.
Durch Drehen der Schraube 29 werden die beiden Kolbenteile
18a und 18b aufeinander zu oder voneinander weg bewegt, womit
die Vorspannung der Feder 24 verändert wird. Auf diese Weise
läßt sich die Kraft der Feder 24 so einstellen, daß ein
optimaler Bremsdruck auf der Basis der speziellen Merkmale der
Maschine und/oder der Spindeln erreichbar ist.
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Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß bei
einer erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung 14 die Feder 24 das
Teil ist, welches die Stärke der Bremskraft bestimmt, die von
der vom Bedienungspersonal auf den Betätigungshebel 20
ausgeübten Kraft unabhängig ist. Wenn sich die Bremsbacke 19 an
den Schaft 11 der Spindel 1 anlegt, folgt dabei der
Kolbenteil 18a nicht mehr der durch den Schwenkbetrag des Hebels 20
bestimmten Bewegung des Kolbenteils 18b, sondern drückt die
Feder 24 zusammen, die dadurch die Stärke des Bremsdrucks auf
der Basis des Elastizitätskoeffizienten der Feder erzeugt. Es
ist daher möglich, eine optimale Bremswirkung zu erreichen,
die in allen Fällen einen übermäßigen Bremsdruck verhindert,
auch wenn der Hebel 20 bis zum Ende seiner Arbeitsdrehung
geschwenkt worden ist.
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Es sei darauf hingewiesen, daß der axiale Abstand zwischen
den beiden Kolbenteilen 18a und 18b so sein muß, daß die
Kolbenteile nicht zu einer direkten stimseitigen Berührung
kommen, auch wenn der Hebel 20 sich in seiner Stellung maximaler
Kraftausübung befindet. Die Öffnung 31 muß daher in
Achsenrichtung des Kolbens 18 so bemessen sein, daß der Kopf 30 der
Schraube 29 nie mit der Wand in Berührung kommt, die der Wand
gegenüberliegt, an welcher dieser Kopf im aktiven Zustand der
Vorrichtung 14 anliegt. Für die in Fig. 3 angegebenen
Abstände A, B, C, D, E gelten die nachstehend genannten
Beziehungen:
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- In dem (in Fig. 3 dargestellten) Ruhezustand der
Vorrichtung 14 ist A kleiner als B, und C ist größer als A;
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- im aktiven Zustand der Vorrichtung 14, in dem D = 0 ist,
ist B etwa gleich C, beide sind größer als A, und E ist
größer als D.
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Die zwischen den beiden Kolbenteilen 18a und 18b angeordnete
Feder 24 hat einen Elastizitätskoeffizienten, der kleiner ist
als der der Rückstellfeder 23. Die Federn 23 und 24 können
jedoch so gewählt werden, daß, innerhalb bestimmter Grenzen,
die Feder 23 einen kleineren Elastizitätskoeffizienten als
die Feder 24 hat.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung erfordert keine Änderungen
am Träger 15, am Betätigungshebel 20 oder an der Bremsbacke
19, die bei bekannten Vorrichtungen vorhanden sind, so daß
sie anstelle bekannter Vorrichtungen verwendet werden kann,
ohne Änderungen an der Spinnmaschine zu erfordern.
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Der Aufbau der Kolbenteile 18a und 18b kann so abgewandelt
werden, daß ein Abschnitt des Kolbenteils 18b im Kolbenteil
18a gleitet, statt umgekehrt. Die Feder 24 kann zwischen
Stirnflächen der beiden dementsprechend axial beabstandeten
Kolbenteile angeordnet sein. Auch kann die Feder 24 nicht
vorgespannt sein, wenn sich die Vorrichtung in ihrer
Ruhestellung befindet.
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Bei allen diesen Anordnungen bewahrt die Vorrichtung ihren
einfachen Aufbau und ihre Bedienungsfreundlichkeit, ohne die
weiter oben angegebenen Nachteile bekannter Vorrichtungen
aufzuweisen.