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Spinn- oder Zwirnspindel mit einem am oberen Spindelende drehbar gelagerten
Fadenleitkörper Die Erfindung bezieht sich auf eine Spinn- oder Zwirnspindel mit
einem am oberen Spindelende drehbar gelagerten Fadenleitkörper.
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Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, durch Verkleinern des
Fadenballons, insbesondere durch Vermindern der Ballonhöhe, die Fadenspannung zu
vermindern. Die praktische Erfahrung hat gezeigt, daß die Fadenspannung dem Quadrat
der größten Sehne des Fadenballons proportional ist. Die Herabsetzung der Fadenspannung
verringert die Gefahr eines Fadenreißens und gestattet, die Drehgeschwindigkeit
und damit die Leistung der Spinn-oder Zwirnspindel zu erhöhen.
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Man hat bereits versucht, den Durchmesser des Fadenballons durch Anordnen
von Hilfsorganen am Kopf der Spinn- oder Zwirnspindel zu verkleinern. Die als Fadenzwischenführer
zu bezeichnenden bekannten Vorrichtungen dieser Art arbeiten aber nicht zufriedenstellend,
weil sie einerreits die Höhe des Fadenballons nicht genügend verringern und andererseits
den ruhigen Lauf der Spinn- oder Zwirnspindel beeinträchtigen. Sie stören nämlich
das dynamische Gleichgewicht am Spindelkopf, also an einer Stelle, wo sich eine
solche Störung besonders empfindlich bemerkbar macht. Man muß berücksichtigen, daß
es sich um Maschinenteile verhältnismäßig kleiner Abmessungen handelt, die mit sehr
hoher Geschwindigkeit rotieren.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der ausgewuchtete
und vollständig innerhalb
des Umfanges der gegebenenfalls als Aufsteckrohr
ausgebildeten Spindelhülse drehbar auf der Spinn-oder Zwirnspindel gelagerte Fadenleitkörper
mit einem Fadendurchlaß in geringstmöglichem Abstand von der Spindelachse versehen
ist. Dadurch erreicht man eine wirksame Verkleinerung des Durchmessers und der Höhe
des entstehenden Fadenballons. Außerdem braucht man den Fadenleitkörper nicht wie
bei bekannten Vorrichtungen vor jedem Abnehmen des fertigen Kopses von der Spinn-
oder Zwirnspindel zu entfernen.
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Es ist zwar bereits eine Vorrichtung zum Verkleinern des Fadenballons
bekannt, bei der der aufzuspulende Faden über parallel oder schräg zur Spindelachse
verlaufende Rillen des Spindelkopfes geführt wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung
besteht aber der Spindelkopf im Gegensatz zur Erfindung mit der Spinn- oder Zwirnspindel
aus einem einzigen Stück. Er dreht sich daher notwendigerweise mit der gleichen
Winkelgeschwindigkeit wie die Spindel. Infolgedessen muß der Faden, da die Winkelgeschwindigkeit
des Aufwickelorgans immer hinter der Spindel zurückbleibt, ständig von einer Führungsrille
des Spindelkopfes in die nächste überspringen. Infolge der sich dadurch laufend
ändernden Fadenreibung und -spannung wird die Spindel entsprechend wechselnden Beanspruchungen
unterworfen, die ihren ruhigen Lauf beeinträchtigen und vermehrte Lagerreibung verursachen.
Bei der Vorrichtung nach der Erfindung verbleibt dagegen der Faden während des gesamten
Spinn- oder Zwirnvorganges in derjenigen Führung des gegenüber der Spindel frei
drehbaren Spindelkopfes, in die er eingelegt worden ist. Dadurch erhält man eine
praktisch vollkommen gleichbleibende Fadenreibung und -spannung sowie einen ungewöhnlich
ruhigen Lauf der Spindel. Man kann daher- laufend mit einer Fadenspannung arbeiten,
die etwa den bei den bekannten Vorrichtungen auftretenden Belastungsspitzen entspricht,
und kann somit die Winkelgeschwindigkeit der Spindel wesentlich vergrößern, also
die Aufspulzeit entsprechend verkürzen.
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Die auf die Zeichnung bezugnehmende Beschreibung dient zum Verständnis
des Aufbaues und der Arbeitsweise der Spinn- oder Zwirnspindel nach der Erfindung.
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Fig. i ist ein Axialschnitt einer an einer bekannten Spinnspindel
angebrachten ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Verkleinern des Fadenballons;
Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II der Abb. i ; Fig. 3 ist die Draufsicht
auf die in Abb. i dargestellte Vorrichtung; Fig. 4 ist ein teilweiser Axialschnitt
einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Verkleinern des Fadenballons,
die an einer bekannten Spindel mit Aufsteckrohr angebracht ist; Fig. 5 ist ein Axialschnitt
einer Abwandlung der in Abb. i dargestellten Ausführungsform, bei welcher der Fadenleitkörper
mit gleitender Reibung in seiner Hülse läuft; Fig.6 ist ein Axialschnitt einer weiteren
Ausführungsform der Vorrichtung zum Verkleinern des Fadenballons, bei welcher der
Fadenleitkörper abnehmbar ist; Fig.7 ist ein Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung zum Verkleinern des Fadenballons, die an einer bekannten Kötzerspindel
angebracht ist; Fig.8 ist eine schematische allgemeine Ansicht zum Erläutern der
Arbeitsweise der Spindel nach der Erfindung.
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In Fig. i ist auf eine Spindel i, die durch einen Aufsatz 2 aus Holz
oder einem anderen Werkstoff vervollständigt sein kann, ein Aufsteckrohr 3 zum Aufspulen
des Fadens 4 aufgesteckt. Dieses Aufspulen erfolgt entweder in konischen Schichten
oder in zylindrischen oder in zylindrisch-konischen oder auch in zylindrisch-doppelkonischen
Schichten oder gemäß einer anderen Aufspulart oder einer anderen Gesetzmäßigkeit.
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An dem Teil 5, der auf dem Spindelschaft i durch Aufschrumpfen befestigt
ist und von Anfang an zur Spindel gehört, ist ein Teil 6 befestigt, z. B. durch
Aufschrauben. Dieser Teil 6 dient als äußerer Laufring für ein Nadel-, Rollen- oder
ähnliches Lager 7. Dieses Lager 7 gestattet die freie Drehung und Schwenkung einer
Schwenkachse B. Das Lager 7 wird in bekannter Weise in der Längsrichtung in seiner
Lage gegenüber dem Teil 6 gehalten. Die Drehung der Schwenkachse 8 wird durch eine
in diese eingesetzte Kugel 9 erleichtert, die in punktförmiger Berührung mit einer
zweiten, in einer axialen Aussparung des Teiles 6 untergebrachten Kugel io steht.
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Zum Ermöglichen der freien Drehung und Schwenkung der Schwenkachse
8 bei gleichzeitigem Verhindern insbesondere ihres Anhebens unter der Einwirkung
einer zufälligen, in keinem Zusammenhang mit dem Arbeiten der Vorrichtung stehenden
Kraft weist diese Achse einen Fußteil ii auf. Dieser Fußteil ii verhindert dieses
Anheben durch sein Zusammenwirken mit zwei mit der Spindelaußenfiäche abschneidenden,
einander diametral gegenüberliegenden Splinten 12, die in den Teil 6 zweckmäßig
eingeschraubt sind und mit der Schwenkachse 8 nicht in Berührung kommen, wie in
Fig. 2 dargestellt ist.
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Die Schwenkachse 8 läuft in ihrem oberen Teil in einen Kopf 13 aus,
der das dargestellte Profil oder ein beliebiges anderes Profil hat, in dem zwei
kreisbogenfärmige, unterbrochene, einander diametral gegenüberliegende Ausschnitte
14 und 15 angebracht sind, durch deren einen oder anderen der Faden 4 hindurchläuft.
Der Einschnitt 14 wird zweckmäßig für die Rechtsdrehung der Spindel benutzt, während
der Einschnitt 15 für die Linksdrehung der Spindel dient. Jeder dieser Einschnitte
i4 und 15 steht mit einem Schlitz i6 bestimmter Breite in Verbindung, der für den
leichten Durchtritt und das leichte Einführen des Fadens 4 vorgesehen ist. Der Schlitz
16 hat gegenüber der Achse X-X eine genau bestimmte Lage, um ein Herausspringen
des Fadens unter der auf ihn einwirkenden Fliehkraft zu verhindern. Hierzu ist übrigens
zu bemerken, daß diese Fliehkraft infolge des kleinen Drehhalbmessers nur klein
ist.
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Zwecks Verringerns der Masse der Teile 8 bis 13 kann eine Bohrung
17 gewünschten Querschnitts
entweder in der Richtung eines Durchmessers
oder in zwei zueinander senkrechten Durchmessern angebracht werden.
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Gegebenenfalls können zum Verhindern des Eintritts von Flocken, Staub
usw. im Lager 7 ein Filz 18 sowie eine Labyrinthdichtung i9 vorgesehen werden.
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Die Gesamtheit dieser Vorrichtung behindert nicht den Weg des Aufsteckrohres
3, d. h. die Außendurchmesser des Teiles 6 und des Kopfes 13 sind kleiner als der
kleinste Durchmesser der Bohrung des Rohres 3. Es geht somit keine wesentliche Zeit
sowohl beim Abheben des vollen Kopses als auch beim Ausführen gewisser Arbeiten
beim Andrehen (Aufsuchen des Fadenendes auf der Spule usw.) verloren.
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Zum Abziehen der vollen Spule wird der Faden q. zunächst in einfacher
Weise aus seinem Einschnitt durch den Schlitz 16 entfernt. Er wird auf dem gleichen
Wege mit derselben Leichtigkeit vor dem Wiederinbetriebsetzen der Maschine von neuem
eingeführt.
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Fig. q. zeigt eine Aufsteckweise des Rohres 311 auf die Spindel, die
von der des Rohres 3 der Fig. i verschieden ist. Wenn die Ebene M-N die normale,
für dieses Rohr zweckmäßige Begrenzung des Rohres auf der Spindel ist, zeigt der
Vergleich der Fig. i und q., daß dank der weiter unten beschriebenen Methode die
ursprüngliche Gesamtlänge des Aufsteckrohres um die Länge L1 verlängert werden kann,
d. h. daß die Aufwickelkapazität dieses Rohres um ebensoviel vergrößert werden kann.
Diese Methode besteht darin, die ursprüngliche Höhe des Spindelschaftes ia um die
Länge LQ, die etwa gleich der Länge L1 ist, zu verkleinern und durch Warmaufschrumpfen
oder auf beliebige andere Weise den Fuß 2o des Teiles 611 auf dem Spindelschaft
zu befestigen. Der übrige Teil der Vorrichtung bleibt unter Beibehalten der Konizität
des Rohres 3a der gleiche wie in Fig. i, wobei der Außenumfang des Teiles 2o mit
dem des Spindelaufsatzes 211 übereinstimmt. Wie vorher, ermöglicht auch hier der
Außendurchmesser des Kopfes 13 das freie Aufstecken des Rohres 3a.
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Das zwischen der Schwenkachse 8 oder 8a und der Hülse 6 oder 6a angeordnete
Lager kann fortfallen, wie in Fig. 5 dargestellt ist, so daß dann die Schwenkachse
8° mit gleitender Reibung in der Hülse 6° sitzt. Das durch die Kugeln g und io gebildete
Fußlager ist jedoch beibehalten.
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Zum Verringern der Masse der durch den Schwenkzapfen und den Kopf
gebildeten Anordnung kann, wie in Fig. 6 dargestellt, der Kopf aufgesetzt werden,
so daß er aus einem Werkstoff bestehen kann, der kein Stahl und leichter als dieser
ist. Er kann auch ganz allgemein aus einem Werkstoff bestehen, der von dem der Schwenkachse
selbst verschieden ist.
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Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist die durch zwei
Kugellager 7° im Innern der Hülse 6c gelagerte Schwenkachse 80 an ihrem Ende mit
einem Gewinde versehen. Auf dieses Gewinde ist ein konischer unterer Körper 21 mit
einer Aussparung 22 aufgesetzt, in die ein ebenfalls auf das Gewinde der Schwenkachse
8c aufgeschraubter Zentrierungsansatz 23 des Kopfes 13 c eintritt. Der Kopf 13 e
wird mittels einer Blockierungsmutter 24 an Ort und Stelle gehalten. Der einer Abnutzung
durch Einwirken des Fadens unterworfene konische Teil 21 kann leicht ersetzt werden.
Hierbei muß nur der Außendurchmesser der Hülse kleiner als der kleinste Innendurchmesser
des Aufsteckrohres sein, da die Teile 21, 22 und 24 abnehmbar sind.
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In Fig. 7 steht der Spindelschaft i11, auf den die Spulenhülse 25
in üblicher Weise aufgesteckt ist, mit seinem konischen Ende 26 über diese Spulenhülse
25 über. Auf dieses Ende ist der seinerseits konisch ausgebohrte Fuß 2o11 der Hülse
611 aufgesetzt.
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Es sei zunächst daran erinnert, daß bei einer Drehung der Spindel
mit der Geschwindigkeit S2 die veränderliche Augenblicksdrehgeschwindigkeit co des
Aufwickel- und Zwirnorgans (Drehring, Läufer oder ein beliebiges anderes Organ)
stets kleiner als die Augenblicksgeschwindigkeit,i2 der Spindel selbst ist, da die
Beziehung besteht
worin L Augenblickslieferung des Lieferwerkes der Spinn- oder Zwirnmaschine und
x Augenblicksaufwickeldurchmesser der Spule bedeutet.
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Beim normalen Arbeiten dieser Vorrichtung muß somit die Geschwindigkeit
der durch die Schwenkachse und den Kopf gebildeten Anordnung gleich der Augenblicksgeschwindigkeit
c) sein. Aus diesem Grunde muß die Vorrichtung drehbar sein. Der sich drehende Teil
dieser Anordnung bleibt bei seiner Drehung stets um einen kleinen veränderlichen
Betrag hinter der das Aufsteckrohr tragenden Spindel zurück. Dies ist ohne weiteres
infolge der vorgesehenen Lagerungen möglich.
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Dies vorausgeschickt, soll jetzt als Beispiel eine Rechtsdrehung der
Spindel der Fig. i betrachtet werden. Nach den obigen Ausführungen wird der Faden
q. in den Einschnitt 14 eingeführt. Die geringe Trägheit der Teile 8 bis
13 hält im Verein mit dem auf den Faden q. wirkenden Luftwiderstand den Faden
auf dem Grund dieses Einschnittes 1q., wie in Fig. 3 dargestellt ist. Dies geschieht
mit großer Weichheit ohne Schlingenbildung und ohne übermäßige Beanspruchung infolge
der ausgedehnten kreisbogenförmigen Zone, die durch die Abwicklung des Einschnittes
14 zur Verfügung gestellt wird. Dieser wertvolle Spielraum ist übrigens auch für
die betriebsmäßig auftretenden Stöße zweckmäßig, die die regelmäßige Drehung der
Spindel selbst beeinträchtigen können. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn
der Knoten der Antriebsschnur oder die Naht des Antriebsriemens über den Wirtel
der Spindel läuft.
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Andererseits wird, wie in Fig.8 dargestellt, die Höhe H des üblichen
Fadenballons zwischen dem Fadenführer (Sauschwänzchen) 22 und der Aufwickelstelle
des Aufwickelorgans 21 (Drehring, Läufer usw.) in zwei Teilballons unterteilt, von
denen der eine mit der Höhe h2 vom Fadenführer 22 bis zum Kopf 13 reicht, während
der andere mit der Höhe hl vom Kopf 13 bis zur Aufwickelstelle des Aufwickelorgans
21 reicht. Beim Betrachten insbesondere dieses letzteren Fadenballons hl, da dieser
am meisten, auf die resultierende Spannung des Fadens einwirkt,
sieht
man, daß diese Spannung bei gleicher Amplitude D des Fadenballons im Verhältnis
verkleinert ist, d. h. in bedeutendem Maße. Die Anordnung 8 bis 13 unterstützt ferner
die Drehung des Zwirn- und Aufwickelorgans 21, wodurch die Fadenspannung weiter
verringert wird.
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Der erste Fadenballon mit der Höhe h2 hat einen verhältnismäßig kleinen
Einfluß auf die resultierende Fadenspannung, insbesondere wenn man durch ein Verschieben
des Fadenführers 22 in der Richtung des einen oder des anderen Pfeiles 27 oder in
der Richtung der beiden Pfeile dafür sorgt, daß ein Synchronismus mit der Wellenlänge
des einen oder des anderen der beiden Teilballons vermieden wird.
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Die Arbeitsweise ist natürlich bei einer Linksdrehung genau die gleiche,
wobei dann der Faden 4 in den Einschnitt 15 eingeführt wird. Bei einer zweckmäßigen
Ausbildung der Einschnitte 14 und 15 und ihres Schlitzes 16 kann man den einen oder
anderen dieser Einschnitte für die Rechtsdrehung oder Linksdrehung der Spindel benutzen.
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Die Arbeitsflächen der Einschnitte 14 und 15 sind aufgeweitet und
poliert, so daß die Vorrichtung keine Schlingen, Flockenbildung oder andere gleichartigen
Störungen verursachen kann.
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Die Vorrichtung läßt sich leicht an neuen oder an vorhandenen Spindeln
anbringen.
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Im vorstehenden wurde insbesondere das Aufwickeln auf ein Aufsteckrohr
behandelt. Der den Gegenstand der Erfindung bildende Ballonbegrenzer kann jedoch
auch für ein Aufwickeln des Fadens auf den Spindelschaft unmittelbar benutzt werden,
wie in Fig. 7 dargestellt ist, sowie für ein Aufwickeln auf Spulenhülsen oder beliebige
andere Fadenträger.