DE974606C - Ringspinnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ringspinnmaschine, insbesondere mit fest angeordneter Spindelbank und auf und ab bewegbarer Ringbank, zum Spinnen von übergroßen Garnkörpern für einen großen Bereich von Garnnummern.

Beim Bau von Spinn- und Zwirnmaschinen war man bis jetzt sehr eng an die Stärke des zu spinnenden Fadens gebunden, d. h., man mußte ζ. Β. besondere Maschinen für kleine Abstufungen von Garnstärken bauen. Beispielsweise war es notwendig, Ringspinnmaschinen für die Erzeugung von 20er Baumwollgarn mit bestimmten Abmessungen, Maschinen für 30er Baumwollgarn mit anderen Abmessungen und solche für 40er Garn mit noch anderen Abmessungen auszuführen. Bei üblichen Maschinen kommen für das Spinnen von Garnen verschiedener Nummern sehr verschiedene Spulenlängen, Spinnringdurchmesser und Spindelabstände in Betracht.

Dementsprechend sind viele spezielle Ausführungen von Spinnmaschinen entstanden, von denen jede nur für einen engen Bereich von Garnnummern geeignet ist. Typische Werte für den Spinnringdurchmesser und

die maximale Ringbankbewegung beim Spinnen von baumwollenem Kettgarn mit einem Drallkoeffizienten von 4,5 sind in nachfolgender Tabelle angegeben:

Nummer (engl.)	Spinnring durchmesser in Zoll (1 Zoll = 25,4 mm)	Ringbank bewegung in Zoll (1 Zoll = 25,4 mm)	Garngewicht auf Kett wickelspule in g
6 20 30 6o	3 i7/s I3/4	9 tk	291 150,5 102 74,5

Diese Werte, die in manchen Fällen überschritten werden können, ergaben sich teils aus der Notwendigkeit, die Bruchhäufigkeit des Garnes in annehmbaren Grenzen zu halten, teils aus der Notwendigkeit, eine übermäßige Abnutzung des Ringläufers zu vermeiden. Bei den mittleren und feinen Garnnummern, die die Hauptmasse von gesponnenem Garn bilden, enthält eine Spule üblicherweise nicht mehr als etwa 200 g Garn, in der Regel weniger. Größere Spulen werden erzeugt beim Spinnen von grobem Garn, ζ. Β. Nr. 6; jedoch werden hier verhältnismäßig niedrige Spindelgeschwindigkeiten angewendet, die weit unter dem Geschwindigkeitsbereich liegen, in dem bei mittleren und feinen Nummern gearbeitet wird. Ein Erhöhen sowohl der Größe der Spule als auch der Spindelgeschwindigkeit ist bei groben Garnen wünschenswert. Eine starke Erhöhung der Spulengröße von mittleren und feinen Nummern ist notwendig, wenn man eine Maschine herstellen will, die wirtschaftlich, z. B. für den ganzen Bereich der Nummern 6 bis 60 verwendet werden kann.

Die Verwendung ein und derselben Maschine für einen großen Bereich von Garnnummern bei gleichzeitigem Erhöhen der Spulengröße und Herabsetzen der Fadenbruchhäufigkeit sowie der Ringläuferabnutzung, ohne Verzicht auf eine vorteilhafte Spindelgeschwindigkeit zu ermöglichen, ist die Hauptaufgabe der Erfindung, die in jeder Hinsicht zu einer Erhöhung der Wirtschaftlichkeit führt.

Da nicht mehr eine Vielzahl von Maschinentypen notwendig ist, können Spinnmaschinen billiger hergestellt werden. Aber auch die Produktion verbilligt sich durch geringeren Bedienungsaufwand. Je größer nämlich die Spule ist, desto kleiner ist der nötige Spulenhülsenvorrat, desto weniger zahlreich sind die Spulenwechselvorgänge und somit die Arbeitsunterbrechungen beim Spinnen einer gegebenen Garnmenge, desto kleiner ist auch die Anzahl der bei späteren Arbeitsvorgängen, wie z. B. beim Umhaspeln, entstehenden Arbeitsunterbrechungen und zu knüpfenden Knoten. Aurch durch die nennenswerte Senkung der Fadenbruchhäufigkeit werden der Bedienungsaufwand und die Produktion günstig beeinflußt. Schließlich kann durch Verkleinern der Spindelleitung die Maschine bei gleicher Spindelzahl, gegebenem Spinnringdurchmesser und gegebener Länge der Hin-

und Herbewegung erheblich kürzer werden, so daß eine beachtliche Verkleinerung des Bedarfs an Bodenfläche möglich ist.

Bemühungen zum Vergrößern der Spulen bei den gebräuchlichen Maschinen wurden illusorisch gemacht durch die Notwendigkeit der Verwendung größerer Spinnringe, wodurch sich die Umfangsgeschwindigkeit der Ringläuferbewegung entsprechend erhöht und der Ringläufer sich sehr schnell abnutzt. Überdies begrenzt bei den gebräuchlichen Maschinen das unvermeidliche Schwanken der Spannung während der Auf- und Abbewegung der Ringbank die Größe der Spule, insbesondere ihre Höhe. Wird die Länge des Ballons beim Hin- und Herbewegen des Garnes auf der Spule verlängert und verkürzt, so wird die Spannung des Garnes bei einem Verlängern des Ballons durch die Zunahme des Luftwiderstandes vergrößert und bei einem Verkürzen des Ballons infolge Abnahme des Luftwiderstandes verkleinert. Dadurch ist die zulässige Höhe der Ringbankbewegung und demzufolge die Länge der Spule auf einen Bereich begrenzt, innerhalb dessen der Ringläufer sowohl der größten als auch der kleinsten Länge des Ballons gerecht wird. Hieraus ergab sich bis jetzt für einige der feineren Nummern eine maximale Ringbankbewegung von etwa 7¹I₂ Zoll (= 19 cm), und tatsächlich werden in der Praxis viele feinere Nummern mit einer Ringbankbewegung von nur 5 bis 6 Zoll (= 12,7 bis 15,2 cm) gesponnen.

Es ist möglich, durch ungewöhnlich große Bemessung des Abstandes zwischen ihrem Scheitel und ihrer Basis eine kreisende Fadenhülle zu erzeugen, die sich hinsichtlich des Durchmessers selbst begrenzt und eine oder mehrere natürlich entstehende, nach außen hin konkave Stellen oder Einbuchtungen bildet, über und unter denen sie sich ausbaucht (vgl. W.Lawrence Balls, »Studies of Quality in Cotton«, herausgegeben 1928 durch MacmiUan & Co. Limited in London, S. 103 bis 107, 173 und 182).

Eine solche natürlich eingebuchtete Form ist nicht in ausgedehnten Gebrauch eingegangen. Es ergeben sich dabei eine Anzahl schwerer Komplikationen.

Der Durchmesser einer selbsterzeugten Einbuchtung ist stets erheblich kleiner als der Durchmesser der Bahn eines die Basis der kreisenden Fadenhülle bildenden umlaufenden Fadenführers, wie z. B. eines Ringläufers, und eine selbsterzeugte Einbuchtung erstreckt sich über eine erhebliche Höhe, so daß ihr bloßes Vorhandensein eine deutliche Begrenzung für die Größe und Form der Spule bedeutet, die vollständig oder teilweise innerhalb der kreisenden Fadenhülle liegen muß. Wenn, wie bei Ringspinnmaschinen üblich, ein Zwischenraum zwischen der Spule und dem dem Ringläufer zulaufenden Faden bestehen soll, stellt die Form der kreisenden Fadenhülle eine Begrenzung sowohl bezüglich der Höhe als auch bezüglich des endgültigen Durchmessers der Spule dar.

Eine natürlich eingebuchtete kreisende Fadenhülle ist im wesentlichen unstabil. Die Höhenlagen, bei denen solche Einbuchtungen auftreten, sind Funktionen mehrerer Faktoren, zu denen nicht nur die Spannung des Garnes und sein Widerstand gegen die Bewegung durch die Luft, sondern auch die Umlaufgeschwindigkeit des Garnes und die Höhe der kreisen-

den Fadenhülle gehören. Gewöhnlich führen- Änderungen in irgendeinem dieser Faktoren zu einer Änderung der Lage und gegebenenfalls der Zahl der Einbuchtungen.

Wird, eine auf und ab gehende Ringbank verwendet, so ändert sich fortwährend die Höhenlage der Einbuchtung oder Einbuchtungen einer natürlich eingebuchteten Fadenhülle; und wenn diese Bewegung nicht auf einen verhältnismäßig geringen Hub beschränkt

ίο ist, wird während der Ringbankbewegung nicht nur die Höhenlage, sondern auch die Anzahl der selbsterzeugten Einbuchtungen verändert. Dies stellt eine weitere Begrenzung bezüglich des Raumes für eine Spule innerhalb einer natürlich eingebuchteten Fadenhülle bei einer Maschine mit auf und ab bewegter Ringbank dar.

Veränderungen in der Höhenlage und der Anzahl von selbsterzeugten Einbuchtungen werden auch durch Schwankungen in der Fadenspannung beim Aufbau der Spule verursacht, wodurch der für die Spule innerhalb der kreisenden Fadenhülle zur Verfügung stehende Raum noch weiter verkleinert wird, es sei denn, daß man die Spule so klein hält, daß die Spannungsänderung während des Aufbaus der Spule nur sehr gering ist.

Wenn ein schwererer oder leichterer Fadenteil in die kreisende Hülle eintritt, wie es sehr häufig beim Spinnen von Baumwolle geschieht, kann man beobachten, daß jede natürlich erzeugte Einbuchtung der Fadenhülle sich auf- oder abwärts verschiebt und daß die Formen der über und unter einer Einbuchtung liegenden Hüllenteile sich verändern.

Alle vorbeschriebenen Änderungen in der Höhenlage einer natürlich erzeugten Einbuchtung oder Änderungen in der Anzahl natürlich erzeugter Einbuchtungen bringen in der Regel deutliche Änderungen in der Bahn des Fadens an der Basis der kreisenden Fadenhülle, d. h. in der Nähe z. B. des Ringläufers, mit sich, während es andererseits wünschenswert ist, diese Bahn annähernd konstant zu halten. Änderungen in der Bahn des Fadens sind besonders deutlich, wenn die Anzahl natürlicher Einbuchtungen zu- oder abnimmt, weil während einer solchen Änderung ein rasches Zurück- und Vorschnellen eines Teiles des umlaufenden Fadens zwischen einer Einbuchtung und einer Ausbuchtung stattfindet.

Die Ringläufer von Ringspinnmaschinen sollen sich dem in einer besonderen Bahn zum Ringläufer gehenden Faden anpassen, und es treten leicht Komplikationen, wie z. B. eine schnelle Abnutzung des Ringläufers oder eine unzulässige Spannung oder Bremsung des Fadens auf, wenn die Bahn des sich zum Ringläufer bewegenden Fadens von der Bahn verschieden ist, in der sich der Spinnring und der Ringläufer normalerweise einander anpassen.

Die Unstabilität der natürlichen Einbuchtung der kreisenden Fadenhülle ist besonders bedenklich, wenn versucht wird, eine solche Fadenhülle beim Spinnen kardierter Baumwolle, insbesondere zum Erzeugen mittlerer und grober Nummern, zu verwenden. Die Unstabilität wird vergrößert durch die unvermeidliche fortwährende Änderung in der Stärke eines solchen Garnes, die bis zu 300 oder 400 % beträgt. Dieses Schwanken der Stärke bei kardiertem Garn macht es besonders geneigt zum Reißen, wenn eine augenblicklieh auftretende hohe Spannung in der unstabilen Fadenhülle auf eine dünne Stelle im Garn wirkt. Tatsächlich haben viele Versuche des Erfinders, mittlere und grobe Nummern von kardiertem Garn durch Verwendung einer natürlich eingebuchteten Fadenhülle zu spinnen, zum Reißen des Fadens ge-' führt, bevor die Form der Fadenhülle einwandfrei beobachtet werden konnte.

Es ist eine Maschine beschrieben worden, bei der die vorderen Walzen des Lieferwerks so hoch angeordnet sind, daß zwischen ihnen und dem üblichen, in normalem Abstand über dem Ringläufer angeordneten Fadenführer zwei oder drei durch natürliche Einbuchtungen voneinander getrennte kreisende Fadenhüllen entstehen. Jedoch ist diese Ausführung ebenso wie die gebräuchlichen Ausführungen nicht anwendbar für das Spinnen sehr großer Spulen, zumal wenn Anwendbarkeit für die Erzeugung solcher für einen großen Bereich von Garnnummern verlangt wird.

Bei einer Ringspinnmaschine der eingangs angegebenen Art ist die Erfindung durch die Vereinigung nachstehender Merkmale gekennzeichnet:

a) Anordnung des Scheitels der kreisenden Fadenhülle in solcher Höhe, daß der nach unten laufende kreisende Faden bei freiem Umlauf eine Hülle mit mindestens einer natürlichen Einbuchtung bilden würde;

b) Anordnung einer Anzahl Umfassungsringe, die den kreisenden Faden gleichzeitig in verschiedenen gg Höhenlagen zwischen dem Scheitel der Fadenhülle und dem Spinnring derart umfassen, daß zwischen dem Spinnring und einem oberhalb der Spule befindlichen Umfassungsring ein hoher Fadenballon sich ausbildet, ohne zu halsen;

c) Anordnung wenigstens des untersten Umfassungsringes in der Weise, daß er sich zumindest beim Aufwinden des unteren Teiles der Spule im Bereich der Spule befindet und letztere sich durch den Umfassungsring hindurch innerhalb des hohen Fadenballons auf einen beträchtlichen Teil der Gesamthöhe der Fadenhülle zwischen ihrem Scheitel und dem Spinnring nach Maßgabe des Hubes des Spinnringes zwischen seiner tiefsten und seiner höchsten Stellung beim Aufwinden des Fadens erstreckt.

Vorzugsweise ist dabei der Abstand zwischen dem oberhalb der Spule befindlichen Umfassungsring und dem Spinnring beim Aufwinden des unteren Teiles die Spule derart gewählt, daß der Ballon dabei mindestens annähernd halb so hoch ist wie die Gesamtfadenlänge zwischen dem Scheitel der Fadenhülle und dem Spinnring.

Auf diese Weise ist gemäß der Erfindung eine Vorrichtung geschaffen, die die Bildung von Einbuchtungen zwischen allen Berührungsstellen und unterhalb der tiefsten Berührungsstelle verhindert.

Die Erfindung gibt die Möglichkeit, Spulen von besonders großen Abmessungen herzustellen, und zwar besonders auch bei verhältnismäßig schwachen Garnen,

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weil die Beanspruchung des Fadens zu keiner Zeit unzulässig hoch wird. Die niedrig gehaltene maximale Spannung ermöglicht es auch überhaupt, bei Ringspinnmaschinen dem Spinnring den für den Aufbau einer dicken Spule notwendigen großen Durchmesser zu geben, ohne daß aus der dadurch bedingten hohen Umfangsgeschwindigkeit eine übermäßige Abnutzung des Ringläufers folgt.

Voraussetzung für die Erzielung der angestrebten ίο Wirkung ist nicht unbedingt eine erhebliche Einbuchtung der kreisenden Fadenhülle an der Stelle der Einwirkung eines Umfassungsringes, aber man wird doch in der Regel für ein erhebliches Einbuchten sorgen, weil es dabei nicht so sehr auf eine genaue Höheneinstellung des Umfassungsringes ankommt.

Ein Vorteil der natürlich eingebuchteten Fadenhülle besteht darin, daß j eder natürlich vergrößerte oder ausgebauchte Teil der kreisenden Fadenhülle eine einschränkende Wirkung auf die Größe der anderen erweiterten oder ausgebauchten Teile der Fadenhülle hat, und es ist erwünscht, in der abgeänderten Fadenhüllenform diesen Vorteil der natürlich eingebuchteten Fadenhülle zu wahren. Demgemäß werden die Umfassungsringe so angebracht, daß sie den Faden frei an der Umlaufbewegung teilnehmen und zwischen dem obersten Umfassungsring und dem Scheitel der Fadenhülle sich ausbauchen lassen und so bei der Kontrolle des zwischen dem untersten Umfassungsring und dem Ringläufer liegenden Teiles der kreisenden Fadenhülle mithelfen.

Eine genaue theoretische Erklärung der Wirkung der einwärts gerichteten Kraft hinsichtlich der Verkleinerung der Einbuchtung ist nicht bekannt. Aber man kann leicht beobachten, daß die kreisende Fadenhülle auf eine einwärts gerichtete Kraft sowohl durch Widerstand gegen diese als auch durch Übergang von einem eingebuchteten zu einem ausgebuchteten Umriß, besonders unterhalb der Höhenlage der Anwendung der einwärts gerichteten Kraft, reagiert. Es ist an sich bekannt, bei Spinnmaschinen, auf denen Spulen von üblichen Abmessungen hergestellt werden und die kreisende Fadenhülle eine normale Höhe hat, Umfassungsringe für die kreisenden Fadenhüllen vorzusehen, um diese im Durchmesser zu begrenzen, damit nicht benachbarte kreisende Fadenhüllen aufeinandertreffen können. Derartige Antiballonringe oder Fadenballoneinschnürungsringe sind in vielfältigen Ausführungsformen bekanntgeworden. Bei den bisher üblichen Spinnmaschinen fand meist nur ein einziger solcher Ring Verwendung. Mit der Verhinderung des Entstehens von Einbuchtungen zwecks Erzeugens größerer Spulen bei gleichzeitigem Niedrighalten der Spannungsschwankungen hat dies nichts zu tun, da hier ohne die Ringe die praktische Schwierigkeit eher die einer Kollision der benachbarten kreisenden Fadenhüllen und zu großer Fliehkraft als die der Bildung von Einbuchtungen gewesen wäre.

Ein anderer, nicht in die Praxis eingegangener Vorschlag ging dahin, bei einer Spinnmaschine zwischen dem in üblicher Höhe über der Spule angeordneten Fadenführer und dem Ringläufer eine die kreisende Fadenhülle umgebende, sich nach unten kegelförmig erweiternde Drahtspirale anzubringen, um ein Schwingen des vom Fadenführer zum Ringläufer gehenden Fadens zu verhindern. Hier war aber gleichzeitig ein Umschlingen des Ringläufers durch den Faden in einer Schleife von mehr als 360⁰ vorgesehen. Daraus ergab sich eine so starke Bremsung des Fadens durch den Ringläufer, daß sich nur ein kleiner Bruchteil der zwischen ihm und der Spule herrschenden Spannung auf den sich vom Fadenführer zum Ringläufer bewegenden Fadenteil übertrug. Dadurch kam es zu dem erwähnten Schwingen, das bei einem Hindurchführen des Fadens durch den Ringläufer in dem normalen Winkel von etwa 90° hätte vermieden werden können, woraus ersichtlich ist, daß auch dieser Vorschlag nicht im Bereich der vorliegenden Erfindung liegt.

Dasselbe gilt für eine der Herabsetzung des Fadenzuges zwischen dem Ringläufer und der in normaler Höhe über ihm liegenden Fadenführungsöse dienenden Anordnung eines die kreisende Fadenhülle scharf einschnürenden engen Bremsringes, bei dessen Fehlen sich keinesfalls eine natürliche Einbuchtung bilden würde.

Fig. ι A bis 3 E sind schematische Darstellungen eines Versuches, eine natürlich eingebuchtete kreisende Fadenhülle dadurch zu erzeugen, daß man den Abstand zwischen einem Spinnring und dem Scheitel go der Fadenhülle über das übliche Maß hinaus vergrößert; dabei zeigen die Figuren aufeinanderfolgende Stadien im Aufbau der Spule.

Fig. 4A bis 6 E sind schematische Darstellungen, die den Stadien der Fig. iA bis 3 E entsprechen und die kreisende Fadenhülle in durch die Anwendung der Erfindung geänderter Form zeigen.

Fig. 7 zeigt in einer Vorderansicht in kleinerem Maßstabe als die schematischen Darstellungen einen Teil einer Ringspinnmaschine zum Herbeiführen des Vorganges der Fig. 4 A bis 6 E unter Beschränkung der Darstellung auf eine der vielen Spinneinheiten der Maschine.

Fig. 8 A bis 10 C zeigen in schematischen Darstellungen die praktische Anwendung der Erfindung bei einem weiten Bereich von Garnnummern; dabei stellen Fig. 8 A bis 8 C das Spinnen von Garn Nr. 6, Fig. 9 A bis 9 C das Spinnen von Garn Nr. 30 und Fig. 10A bis 10 C das Spinnen von Garn Nr. 60 dar.

Fig. 11A bis 11C zeigen ähnlich wie Fig. 8 A bis 8 C das Spinnen von Garn Nr. 6 mit einer anderen Einstellung der Vorrichtung, In

Fig. 8 A bis 11C ist die Spule sehr viel größer, als es früher für mittlere und feine Nummern für praktisch möglich gehalten wurde, und die Spindelgeschwindigkeit viel höher, als es früher für grobe Nummern als möglich galt.

Fig. 12A bis 12 C sind Darstellungen für einen Versuch, eine natürlich eingeschnürte kreisende Fadenhülle eines Garnes Nr. 20 mit einem erheblich größeren Spinnring und einer erheblich größeren Spule als bei der kreisenden Fadenhülle der Fig. iA bis 3E anzuwenden.

Fig. 13 A bis 13 C zeigen eine Änderung der natürlichen kreisenden Fadenhülle gemäß Fig. 12 A bis C durch zwei Umfassungsringe, von denen der eine

einen kleinen, der andere dagegen einen verhältnismäßig großen Durchmesser hat.

Fig. 14A bis 14 C zeigen schematisch eine Vorrichtung und eine Wirkungsweise ähnlich denen der Fig. 13 A bis 13 C, aber mit Anwendung eines zusätzlichen Umfassungsringes.

In jeder der schematischen Darstellungen ist mit 53 die Höhenlage der Spindelbank bezeichnet. Waagerechte Linien zeigen verschiedene Höhenlagen oberhalb 53 bis zur Höhenlage des Scheitels der kreisenden Fadenhülle. Die Höhenlagen in Zoll sind durch Zahlen auf der linken Seite eines jeden Blattes angegeben. In jeder Figur der Zeichnungen ist der Eingriff des Garnes mit einem Ringläufer in der beim Ringspinnen üblichen Weise gezeigt, d. h. mit einer Ablenkung um nur etwa go°.

Fig. ι A bis 3 E stellen einen Versuch dar, beim Spinnen von 20er Garn, das allgemein als das gröbste der mittleren Nummern angesehen wird, eine natürlich eingebuchtete kreisende Fadenhülle und einen 2 ^χ/₄-Ζο11-Spinnring zu verwenden, der so groß ist wie viele gewöhnlich beim Spinnen von Nr. 20 verwendete Spinnringe, und mit einer Spindelgeschwindigkeit von 9600 Umdrehungen in der Minute zu arbeiten, was erheblich mehr ist als die gewöhnlich mit 2¹I₄-ZoIl-Spinnringen angewendete Geschwindigkeit. Das ergibt eine Ringläufergeschwindigkeit von annähernd 1725 m in der Minute.

In den einzelnen Figuren der Zeichnungen werden die Beizeichen I, II und III verwendet, um die Umrisse der kreisenden Fadenhüllen und die jeweilige Lage der Umfassungsringe mit der entsprechenden jeweiligen Stellung des Spinnringes und dem jeweiligen Stand des Aufwindens zu bezeichnen. Die Ringbank wurde so auf und ab bewegt, daß die übliche Kettspulung erzielt wurde. So zeigen die Fig. ι A bis ι F sechs verschiedene Höhenlagen Gi des Spinnringes bei im wesentlichen leerer Spulenhülse B. Fig. 2 A bis 2 F zeigen sechs verschiedene Höhenlagen Gn des Spinnringes bei halbvoller Spule. Fig. 3 A bis 3 E zeigen fünf verschiedene Höhenlagen Cm des Spinnringes bei voller Spule.

In jeder der Fig. 1 A bis 3 E geben die Kurven Nj,

Nn, Njxi eine Seite des Umrisses der natürlichen kreisenden Fadenhülle an, die den Höhenlagen Gi, Gn, Gin des in dieser Figur schematisch angedeuteten Spinnringes und Ringläufers entspricht.

Es wurde experimentell ermittelt, daß ein Ringläufer Nr. 5-0 am besten geeignet war für den Betrieb der Vorrichtung unter den vorstehenden, durch Fig. 1A bis 3 E dargestellten Verhältnissen, und dieser Ringläufer wurde demgemäß verwendet. Im allgemeinen unbefriedigende Ergebnisse wurden bei der schema tisch durch Fig. 1 A bis 3 E dargestellten Arbeitsweise erzielt. Die kreisende Fadenhülle war völlig unstabil; zwar ist sie in bestimmten Umrissen schematisch dargestellt, doch fand in Wirklichkeit ein schnelles Schwanken des Umrisses der kreisenden Fadenhülle besonders bei den in Fig. ι A, ι E und 3 A bis 3 E dargestellten Stadien statt. Fig. ι A bis 3 E haben also die Bedeutung von Momentdarstellungen der schwankenden Fadenhüllenform.

Es ist ersichtlich, daß in Fig. 1 A eine Einbuchtung des Umrisses ungefähr in der Höhenlage 7¹ /₂ Zoll erscheint und daß diese Einbuchtung kein Gegenstück in den Umrissen der Fig. 1 B bis 1 F hat, da diese Umrisse nur je eine Einbuchtung zeigen, während die Fadenhülle gemäß Fig. 1A zwei Einbuchtungen hat.

Fig. 3 A bis 3 E zeigen eine Variation zwischen einer und drei Einbuchtungen während des Aufwindens auf die volle Spule. Fig. 3 E und 3 D zeigen je eine einzige Einbuchtung. Fig. 3 C und 3 B zeigen je eine zweite Einbuchtung, Fig. 3 A zeigt zwei zusätzliche schwache, also im ganzen drei Einbuchtungen.

Es ist ersichtlich, daß ein ungenügender Zwischenraum zwischen der schwankenden Fadenhülle und der Spule insbesondere in Fig. 2 A, 3 A und 3 D vorhanden ist. Häufige Fadenbrüche ereigneten sich während der Beobachtung der Fig. 1 A bis 3 E infolge der schnellen Veränderungen der Spannung in den unstabilen Fadenhüllen und auch infolge tatsächlicher Berührung der Fadenhülle mit der Spule.

Es wäre vielleicht möglich gewesen, diesen Zustand durch Verkürzen des Ringbankhubes, z. B. um I¹Z₂ Zoll von unten, etwas zu verbessern, weil dadurch im Effekt die Stellungen der Fig. 1 A, 2 A, 2 B, 3 A und 3 B ausgeschieden worden wären. Dadurch würde sich aber die Größe der Spule unmittelbar verkleinern. Überdies hätten sich, wenn der Ringbankhub verkürzt und eine andere Garnnummer gesponnen worden wäre, wahrscheinlich besonders unstabile Bedingungen und besonders spärliche Zwischenräume bei anderen Höhenlagen oder Stadien als in Fig. 1A bis 3 E ergeben, so daß sie also durch diese mögliche Verkürzung des Ringbankhubes nicht vermieden worden wären.

Schließlich zeigen Fig. 1 A bis 3 E unerwünschte plötzliche Änderungen des Einlaufwinkels des Garnes zum Ringläufer. Dies ist sehr auffallend beim Vergleich der Umrisse der Fadenhüllen gemäß Fig. 2 C und 2 D. Ein solcher Zustand ist unerwünscht, da er die Lebensdauer des Ringläufers ungünstig beeinflußt.

Fig. 4 A bis 4 F, 5 A bis 5 F, 6 A bis 6 E, die den Fig. ι A bis ι F, 2 A bis 2 F und 3 A bis 3 E entsprechen und die dieselbe Spindelgeschwindigkeit, Spinnringgröße, Garnnummer und dasselbe Ringläufergewicht verwenden, zeigen Vorkehrungen, durch die die kreisenden Fadenhüllen der Fig. 1 A bis 3 E verändert und stabilisiert werden.

Ein Ring, der so angeordnet ist, daß er die natürlich eingebuchtete kreisende Fadenhülle zwischen der Basis und dem Scheitel verengt, hat die Wirkung, die Bildung einer natürlich erzeugten Einbuchtung in einem vom Ring abwärts nach der Basis hin sich erstreckenden Teil der kreisenden Fadenhülle zu unterdrücken.

Der den größten Durchmesser aufweisende Teil der obersten Erweiterung der kreisenden Fadenhülle schwankt zwischen etwa der Höhenlage 22 Zoll der Fig. ι A bis etwa zur Höhenlage 24 Zoll der Fig. 3 A, und die nächsttiefer liegende Einbuchtung schwankt ähnlich von etwa der Höhenlage 17 Zoll der Fig. 1 A bis etwa zur Höhenlage 20 Zoll der Fig. 3 A. Es ist sehr wohl möglich, daß größere Schwankungen in

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diesen Höhenlagen sich momentan ergaben, wenn die kreisende Fadenhülle schwankte. Die Einwirkung eines Umfassungsringes 71 (Fig. 4 A bis 6 E) auf die Fadenhülle verhindert die Bildung dieser natürlich erzeugten Einbuchtung in einem dicht unter diesem Umfassungsring liegenden Bereich von wesentlicher Höhe. Es kann gewissermaßen angenommen werden, daß der Umfassungsring eine Stelle, an der sich eine Einbuchtung bilden könnte, abwärts vom Scheitel weg verschiebt. Ein Umfassungsring, der genügend nahe an der Basis der kreisenden Fadenhülle liegt, würde die Bildung einer natürlichen Einbuchtung zwischen ihm und der Basis verhindern. In der Anwendung gemäß Fig. 4 A bis 6 E ist der Umfassungsring 71 oberhalb eines natürlich konkaven Teiles der kreisenden Fadenhülle angebracht, dessen Stabilisierung in einem auswärts konvexen Umriß erwünscht ist, und wenigstens nicht höher als im allgemeinen Bereich der obersten Erweiterung der Fadenhülle. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 A bis 6 E werden mehrere Umfassungsringe angewendet. Der Umfassungsring 71 verhindert, wie angegeben, die Bildung einer natürlichen Einbuchtung über einen wesentlichen Bereich unter ihm. Ein weiterer Umfassungsring 70, der in der Gegend wirkt, in der die Bildung einer natürlichen Einbuchtung durch den Umfassungsring 71 verhindert wird, verhindert seinerseits die Bildung einer natürlichen Einbuchtung über einen erheblichen Bereich unterhalb von ihm. Schließlieh verhindert ein Umfassungsring 35, der in der Gegend wirkt, in der die Bildung einer natürlichen Einbuchtung durch den Umfassungsring 70 verhindert wird, seinerseits die Bildung einer natürlichen Einbuchtung in einem Bereich, der sich von ihm bis zur Basis der kreisenden Fadenhülle erstreckt.

Wie in Fig. 4 A bis 6 E angegeben, wird die kreisende

Fadenhülle zwischen dem Umfassungsring 35 und dem Ringläufer in einem nach außen konvexen, aber verhältnismäßig flachen Verlauf stabilisiert, der in angemessener Entfernung von der Spule liegt.

Wenn auch Fig. 4 A bis 6 E die aufeinanderfolgenden Wirkungen und die Zusammenarbeit einer Reihe von Umfassungsringen zum Unterdrücken der Bildung jeder natürlichen Einbuchtung über die » 45 ganze Höhe der kreisenden Fadenhülle umfassen, so braucht doch bei breitester Betrachtung der Erfindung die Bildung einer natürlichen Einbuchtung weder jederzeit während des Aufbaues der Spule noch in einem gegebenen Zeitpunkt in allen Teilen der kreisenden Fadenhülle unterdrückt zu werden. Gewisse Vorteile jedoch können durch Unterdrücken jeder natürlichen Bildung von Einbuchtungen, wie in Fig. 4 A bis 6 E geschehen, erzielt werden. Zu diesen Vorteilen gehört die Verhütung der Veränderung des Umrisses irgendeines Teiles der kreisenden Fadenhülle von äußerer Konkavität zu äußerer Konvexität und umgekehrt, d. h. des Ein- und Auswärtsschnappens während der sich ändernden Verhältnisse beim Fortschreiten des Spinnvorganges.

Wie oben angegeben und in Fig. 1A bis 3 E gezeigt, würden natürliche Einbuchtungen in verschiedenen Höhenlagen sogar für eine gegebene Garnnummer auftreten, und eine weitere Änderung würde sich ergeben, wenn eine abweichende Nummer gesponnen würde. Die aufeinanderfolgenden W^Tirkungen einer Mehrzahl von Umfassungsringen helfen hier, zu erreichen, daß in der Höhenlage eines gegebenen Ringes, z. B. des Umfassungsringes 35, der Durchmesser der kreisenden Fadenhülle nicht kleiner als der Durchmesser dieses Umfassungsringes ist. So kann z. B. der Umfassungsring 70 nicht nur als Mittel zum Verhindern der Bildung einer natürlichen Einbuchtung in dem unter ihm liegenden Bereich, sondern auch als Mittel betrachtet werden, um zu erreichen, daß die kreisende Fadenhülle beim Umfassungsring 35 weit genug ist, um in Berührung mit diesem zu laufen und unter dessen Einwirkung zu stehen.

Es versteht sich, daß die Form der natürlichen Einbuchtung sich nicht nur mit den Garnnummern, sondern auch mit der Geschwindigkeit und Spannung verändert, unter denen der Spinnvorgang durchgeführt wird. Die verschiedenen Umfassungsringe 71,

70 und 35 (Fig. 4 A bis 7) sind in etwas größerer Zahl vorhanden, als es nötig wäre, wenn nur irgendeine Garnnummer unter irgendeinem Satz von Bedingungen hinsichtlich Spannung und Geschwindigkeit zu spinnen wäre. So ist es völlig möglich, daß für irgendeine besondere Nummer und irgendeinen besonderen Satz von Arbeitsbedingungen die Umfassungsringe 70 und

71 beispielsweise durch einen einzigen Umfassungsring ersetzt werden.

Fig. 7 zeigt in kleinerem Maßstab als Fig. 4 A bis 6 E eine einzelne Spindel mit Spule B und eine Vorrichtung zum synchronen Heben und Senken der Ringbank 51 mit Spinnring 50 sowie der Umfassungsringe 71, 70 und 35. Die allgemein mit 52 bezeichnete Antriebsvorrichtung für die Spindel ist auf einer feststehenden Spindelbank 53 montiert. Der Spinnring 50, sein Hub und das Fortschreiten der Auf- und Abbewegung mit Hilfe der Ringbank 51, die Entfernung von der Spindelbank 53 zur Klemmstelle der vorderen Ober- und Unterwalzen 54 und 55 des Lieferwerkes und die Abmessungen sowie die Geschwindigkeit der Spule B sind sämtlich dieselben wie in Fig. 1 A bis 6 E.

Eine in der Längsrichtung hin- und hergehende Kuppelstange 56 wird durch ein in üblicher Form ausgeführtes Schaltgetriebe für den Spulenaufbau bewegt. Eine geeignete Verbindung zwischen der Kuppelstange 56 und der Ringbank 51 kann z.B. einen Winkelhebel 58 aufweisen, der im Lager 59 am Maschinenrahmen drehbar gelagert und dessen oberer Arm mit der Kuppelstange 56 verbunden ist, während sein unterer Arm eine Rolle 60 trägt, die mit einem Teller 61 am unteren Ende einer mit der Ringbank 51 verbundenen Hubstange 62 in Eingriff treten kann. Die Verbindung zwischen dem Winkelhebel 58 und der Kuppelstange 56 kann z. B. so sein, daß diese ihn im Gegendrehsinne des Uhrzeigers bewegt, und es kann das übliche verstellbare Gegengewicht verwendet werden, um den Winkelhebel 58 und die Hubstange 62 zurückzubewegen.

Der Umfassungsring 35 ist beispielsweise auf einer Schiene 65 gelagert,' die senkrecht beweglich ist mittels einer Hubstange 66, an deren unterem Ende ein Teller sitzt, mit dem eine Rolle 67 in Eingriff treten kann, die

am Winkelhebel 58 zwischen der die Ringbank 51 betätigenden Rolle 60 und dem Drehzapfen 59 des Winkelhebels drehbar gelagert ist. Demgemäß bewegen sich die Schiene 65 und der Umfassungsring 35 im allgemeinen in Übereinstimmung mit der Bewegung der Ringbank 51, aber nur um einen Bruchteil, z.B. um etwa 35 °/₀, ihrer Bewegungsgröße.

Die zwei zusätzlichen Umfassungsringe 70 und 71 sind beispielsweise auf Schienen 72 und 73 gelagert, die senkrecht durch eine gemeinsame Hubstange 75 beweglich sind, an deren unterem Ende ein Teller 76 angebracht ist, mit dem eine ebenfalls am Winkelhebel 58 zwischen der Rolle 67 und dem Zapfen 59 drehbar gelagerte Rolle ηη in Eingriff treten kann. Demgemäß bewegen sich die Schienen 72 und 73 nebst den zusätzlichen Umfassungsringen 70 und 71 im allgemeinen in Übereinstimmung mit der Bewegung des Umfassungsringes 35, aber nur um einen Bruchteil, z.B. um 45%, dieser Bewegung. Die Vorrichtung gemäß Fig. 7 ist besonders konstruiert mit der Absicht, die Umlaufbewegung des Fadens als Ersatz für durch den Ringläufer erzeugte Spannung zu verwenden und wirksamsten Gebrauch von dem oberhalb des Umfassungsringes 35 liegenden Teil der kreisenden Fadenhülle zu machen, um das Maß des Auswärtsbiegens des Umrisses des unterhalb des Umfassungsringes 35 liegenden Teiles der kreisenden Fadenhülle zu regeln. So sind bei Verwendung einer Mehrzahl von Umfassungsringen, wie dargestellt, diese je von erheblichem Durchmesser, der einen erheblichen Teil des Durchmessers des Spinnringes 50 darstellt. Hat der Spinnring 50 einen Durchmesser von 2³/₄Zoll (= 6,99 cm), wie dargestellt, so besitzt vorzugsweise der Umfassungsring 35 einen Durchmesser von i³/₈Zoll (= 3,49 cm), der Umfassungsring 70 einen solchen von I¹Z₈ Zoll (= 2,86 cm) und der Umfassungsring 71 einen solchen von 1 Zoll (= 2,54 cm).

Der wesentliche Durchmesser des Umfassungsringes 35 trägt auch dazu bei, eine Form des unteren Teiles der kreisenden Fadenhülle zu bestimmen, die diesen Teil geeignet macht, die Spule genügend frei zu halten.

Es ist klar, daß das Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 4 A bis 6 E die erfolgreiche Abänderung einer natürlich eingebuchteten Fadenhülle in dem Sinne bewirkt, daß sie unter Bedingungen zur Wirkung kommen kann, unter denen sie in ihrem natürlichen Zustand gemäß Fig. 1 A bis 3 E nicht wirken könnte. Überdies wurde, wie oben angegeben, beim Betrieb der Fig. 4 A bis 6 E zum Spinnen von 20er Garn mit Erfolg ein 2¹/₄-Zoll-Spinnring verwendet, der so groß ist wie viele Spinnringe, die gewöhnlich beim Spinnen von 20er Garn Verwendung finden, und eine Spindelgeschwindigkeit von 9600 Umdrehungen in der Minute, die größer ist als die gewöhnlich bei Maschinen mit 2¹/₄-Zoll-Spinnringen verwendeten Spindelgeschwindigkeiten. Eine nennenswerte Vergrößerung der Spule wird durch die Verwendung der Einrichtung der Fig. 4 A bis 6 E beim Spinnen feiner Nummern erzielt.

Die Einrichtung der Fig. 4 A bis 6 E kann mit höheren Spindelgeschwindigkeiten als 9600 Umdrehungen in der Minute betrieben werden, und dies geschah versuchsweise mit 12 500 und mit 14 000 Umdrehungen je Minute bei verschiedenen Garnnummern und dafür geeigneten Ringläufern.

Weitere Verkörperungen der Erfindung werden zeigen, wie die Erfindung die sehr erhebliche Vergrößerung sowohl des Spinnringdurchmessers als auch der Auf- und Abbewegung des Spinnringes ermöglicht, insbesondere über die Grenzen des Spinnringdurchmessers und der Auf- und Abbewegung hinaus, die bisher auf mittelstarke und feine Garne anwendbar waren, und werden auch zeigen, ein wie großer Bereich von Garnnummern auf eine sehr große Spule gesponnen werden kann.

Fig. 8 A bis 10 C zeigen die Anwendung der Erfindung in Verbindung mit einer Auf- und Abbewegung der Ringbank 51, durch die die sogenannte Kombinationswindung erzeugt wird; doch kann die Anwendung auch dann erfolgen, wenn die Auf- und Abbewegung der Ringbank zum Erzeugen einer Füllwindung, einer Kettwindung (wie in Fig. 4 A bis 6 E), einer verkehrten Kettwindung oder verschiedener anderer Windungsformen erfolgen soll. Die Maschine kann eine Heb- und Senkvorrichtung, ähnlich wie in Fig. 7, haben, wobei der nicht dargestellte Mechanismus zum Hin- und Herbewegen der Kuppelstange 56 eine solche Bewegung ausführt, daß die Ringbank 51 für die Kombinationswindung auf und ab bewegt wird und daß die Schienen 65, 72 und y^ sich proportional und synchron mit der Ringbank 51 im allgemeinen ähnlich wie in Fig. 4 A bis 6 E bewegen. Beim Aufwinden einer Spule mit Kombinationswindung entspricht der Hub der Ringbank einem erheblichen Teil, z.B. etwa zwei Dritteln, drei Vierteln oder vier Fünfteln, der schließlich aufzuwindenden Fadenlänge. Bei leerer Spulenhülse beginnt die Bewegung der Ringbank in einer Stellung nahe dem unteren Spulenende und führt aufeinanderfolgende Hübe aufwärts und abwärts über einen großen Teil der Spulenlänge aus. Gleichzeitig wird der Ringbank eine zusätzliche fortschreitende Aufwärtsbewegung erteilt, bis die obere Grenze ihrer Bewegung einen Punkt nahe dem oberen Spulenende erreicht. Hieraus ergibt sich ein kombiniertes radiales und axiales Wachsen der Garnmasse sowie die eventuelle Vollendung der Spule mit zwei kegeligen Enden und einem zylindrischen Mittelteil.

Beispielsweise geht in Fig. 8 A bis 8 C der Hub des Spinnringes 50 beim Beginn des Aufwindens von der Höhenlage Gi der Fig. 8 A bis zur Höhenlage Gi der Fig. 8 C, bei halbvoller Spule von der Höhenlage Gu der Fig. 8 A bis zur Höhenlage Gn der Fig. 8 C, am Ende des Aufwindens von der Höhenlage Gm der Fig. 8 A bis zur Höhenlage Gm der Fig. 8 C. Fig. 8 A, B und 8 C zeigen drei tiefste Höhenlagen, drei mittlere und drei oberste Höhenlagen der Auf- und Abbewegung des Spinnringes 50.

In jeder der Fig. 8 A bis 8 C geben die Kurven Mi, Mn und Mm je eine Seite des Umrisses der abgeänderten und stabilisierten kreisenden Fadenhülle an, die den Höhenlagen G₁, Gn und Gm des Spinnringes entsprechen. Zwecks Vermeidens einer Verwechselung der verschiedenen Kurven sind die

Kurven Mi und Im für leere und volle Spule auf der linken Seite angeordnet und zeigen die linke Seite der kreisenden Fadenhülle, während die Kurven Mu für halbvolle Spule rechts angeordnet sind und die rechte Seite der kreisenden Fadenhülle zeigen.

Fig. 8 A, 8 B und 8 C zeigen schematisch die Umrisse veränderter und stabilisierter Fadenhüllen bei der Erzeugung von 6er Baumwollgarn mit Hilfe der Erfindung unter Benutzung eines Ringläufers Nr. io ίο (Gewicht 0,17 g).

Fig. 9A₁ 9 B und 9 C zeigen in ähnlicher Ausführung wie Fig. 8 A, 8 B und 8 C schematisch den Umriß einer kreisenden Fadenhülle eines 30er Baumwollgarnes gemäß der Erfindung bei Anwendung eines Ringläufers Nr. 10-0 (Gewicht 0,026 g).

Fig. 10 A, 10 B und 10 C zeigen in ähnlicher Darstellung wie Fig. 8 A, 8 B und 8 C schematisch die Umrisse veränderter und stabilisierter kreisender Fadenhüllen von mit Hilfe der Erfindung erzeugtem 60er Baumwollgarn unter Anwendung eines Ringläufers Nr. 80-0 (Gewicht 0,018 g).

Im Interesse der Standardisierung der Ausstattung zur Verwendung für einen weiten Bereich von Garnnummern bei den Vorgängen der Fig. 8 A bis 10 C ^a5 wurde eine Spindelgeschwindigkeit von 9000 Umdrehungen in der Minute angewendet. Diese Geschwindigkeit ist kleiner als der anwendbare Höchstwert, wurde aber gewählt, um den Kraftaufwand für den Umtrieb der sehr großen Spulen genügend klein zu halten und den Nutzen, der sich aus dem Bilden so großer Spulen ergibt, nicht nennenswert herabzusetzen. Diese Geschwindigkeit von 9000 Umdrehungen in der Minute ist etwas kleiner als manche Geschwindigkeiten, die beim Spinnen mittlerer und feiner Garnnummern (die auf viel kleineren Spulen als gemäß Fig. 8 A bis 10 C erhalten werden) gebräuchlich sind. Jedoch ist die Geschwindigkeit von 9000 Umdrehungen je Minute sehr erheblich größer als die beim Spinnen der gröbsten Nummern, wie z.B. Nr. 6, gebräuchlichen Geschwindigkeiten. Es stellt also diese Geschwindigkeit, obgleich" sie vom Gesichtspunkt der Standardisierung und der Wirtschaftlichkeit des Kraftaufwandes ausgewählt wurde, für das Spinnen so grober Nummern wie Nr. 6 einen sehr erwünschten Geschwindigkeits-Zuwachs dar.

Der in Fig. 8 A bis 10 C verwendete Spinnring hat einen Durchmesser von 3 Zoll (= 7,62 cm), der sehr viel größer ist als der Durchmesser von Spinnringen, die gebräuchlicherweise für alle Nummern mit Ausnähme der gröbsten verwendet werden. Bei der angewendeten Spindelgeschwindigkeit von 9000 Umdrehungen je Minute betrug die Ringläufergeschwindigkeit annähernd 2125 m in der Minute. Gebräuchliche Tabellen, die Ringläufergeschwindigkeiten für verschiedene Spinnringdurchmesser und Spindelgeschwindigkeiten angeben, enthalten keine Werte für Ringläufergeschwindigkeiten, die einem 3-Zoll-Spinnring und einer Spindelgeschwindigkeit von 9000 Umdrehungen je Minute entsprechen, und deuten auch nicht die Möglichkeit der Verwendung einer Ringläufergeschwindigkeit von 2105 m oder selbst 1950 m in der Minute für irgendeine Kombination von Spinnringdurchmesser und Spindelgeschwindigkeit an.

Fig. 8 A, 8 B und 8 C zeigen, wie für eine gegebene Garnnummer der Zulaufwinkel des Garnes zum Ringläufer während des Spinnens der ganzen Spule unter Vermeidung jeder plötzlichen Änderung dieser Spule ungefähr konstant gehalten wurde. Dieses Ergebnis trägt zum Verlängern der Lebensdauer des Ringläufers bei. Fig. 9 A, 9 B und 9 C sowie Fig. 10 A, 10 B und 10 C lassen einen sogar noch gleichmäßigeren Zulaufwinkel des Fadens beim Spinnen mittlerer und feiner Nummern erkennen.

Aus Fig. 8 A bis 10 C ist ersichtlich, daß die Formen der stabilisierenden kreisenden Fadenhüllen für 6er, 30er und 60er Garn sämtlich überraschend ähnlich waren, obgleich das Gewicht des Ringläufers der einzige zum Kompensieren für die großen Unterschiede der Nummern geänderte Faktor war. Die enge Ähnlichkeit der stabilisierten kreisenden Fadenhüllen gibt die Möglichkeit, dieselbe Spinnmaschine vorteilhaft für die ganze Reihe von Nummern zu verwenden. Das durch die Erfindung ermöglichte erfolgreiche Spinnen eines weiten Bereiches von Garnnummern auf großen Spulen mit identischer Ausstattung und unter identischen Betriebsbedingungen, mit Ausnahme der Auswahl des Ringläufers, wirkt sich als großer Vorteil sowohl für Spinnereien als auch für Spinnereimaschinenfabriken aus; denn es können jetzt Spinnmaschinen statt in großer Vielfältigkeit hinsichtlich der Spindelteilung und der Bemessungen für einen weiten Bereich von Spinnringgrößen und Spulen in einer einzigen für alle Garnnummern eines weiten Bereiches brauchbaren Ausführung hergestellt werden.

Obgleich verschiedene Ringläufergewichte für weit auseinander liegende Nummern verwendet wurden und das Gewicht des Ringläufers die Form der kreisenden Fadenhülle in einem gewissen Ausmaße beeinflußt, kann bei der praktischen Anwendung der Erfindung die gewünschte Form der kreisenden Fadenhülle mit einem weit größeren Bereich von Ringläufergewichten erreicht werden als beim gebräuchlichen Spinnen, bei dem ein kritisches Verhältnis zwischen der Form der kreisenden Fadenhülle und dem Läufergewicht besteht. Beispielsweise wurde gefunden, daß beim Spinnen von Garn Nr. 30 gemäß Fig. 9 A, 9 B und 9 C ein Ringläufer Nr. 13-0 (Gewicht 0,026 g) die besten Resultate ergibt, wie hierunter dargelegt. Jedoch wurden beim Spinnen von Garn Nr. 30 zufriedenstellende Formen der kreisenden Fadenhüllen erzielt mit Ringläufern, die zwischen Nr. 5-0 (Gewicht 0,042 g) und Nr. 18-0 (Gewicht 0,018 g) liegen, und dieser letztere Ringläufer wurde seinerseits als der beste für Garnnummer 60 befunden. Dieser weite Bereich von Ringläufern, die zufriedenstellende Fadenhüllenformen ergeben, kann auf jedem von zwei Wegen vorteilhaft ausgenutzt werden:

1. Eine Spinnerei kann die Zahl der auf Lager zu haltenden Ringläufer zum Spinnen verschiedener Garnnummern stark verkleinern.

2. Innerhalb eines weiten Bereiches von Ringläufern, die die passenden Fadenhüllenformen gemäß der Erfindung ergeben, kann ein Spinner das Gewicht oder die Gewichte des oder der Ringläufer, die den richtigen Kraftausgleich beim Spinnen er-

geben, so auswählen, daß die Abnutzung de: Ringläufers stark herabgesetzt wird. So ausgewählte Ringläufer übertreffen bei weitern die Lebensdauer, die beim gebräuchlichen Spinnen erwartet wird.

Im folgenden wird das Verfahren aufgezeigt, durch das das richtige Ringläufergewicht in einem besonderen Falle bestimmt worden ist. Wie oben angegeben, wurden geeignete Formen der kreisenden Fadenhüllen ίο im Falle eines Garnes Nr. 30 mit Ringläufern erzielt, die zwischen Nr. 5-0 (Gewicht 0,042 g) und Nr. 18-0 (Gewicht 0,018 g) liegen. Es wurde gefunden, daß innerhalb dieses Bereiches die schwersten und die leichtesten Ringläufer verhältnismäßig schnell verschleißen. Jedoch ergab sich, daß Ringläufer, deren Gewicht dicht unter dem Mittel dieses Bereiches liegt, d. h. Ringläufer Nr. 12-0 (Gewicht 0,0275 g), 13-0 (Gewicht 0,026 g) und 14-0 (Gewicht 0,024 §)> ^e^^ne sehr lange Lebensdauer selbst bei der hohen Geschwindigkeit von über 2133 m in der Minute haben und die normalerweise erwartete Lebensdauer von Ringläufern beim gebräuchlichen Spinnen beträchtlich überschritten. Beim gebräuchlichen Spinnen erwartet man von Ringläufern eine Lebensdauer von 160 und weniger Stunden, wenn sie mit weniger als 1524 m in der Minute laufen.

Die am leichtesten ersichtliche neue Wirkung, die durch die Maßnahmen der Fig. 8 A bis 10 C gesichert wird, ist die große Zunahme in der Menge des auf die Spule aufgewundenen Garnes. Die Spule, die im wesentlichen den 3-Zoll-Spinnring ausfüllt, wurde mit einem Gesamthub von 1O¹Z₄ Zoll (= 26 cm) erzielt. Ein Nettogewicht von annähernd 340 g Garn wurde bei jeder der Garnnummern 6, 30 und 60 auf die Spule aufgewunden. Im Vergleich mit den früher gebräuchlichen Werten von Spulengrößen, wie am Anfang dieser Beschreibung erwähnt, hatte diese große Spule den mehrfachen Inhalt einer gebräuchlichen Spule von 30er Garn und bedeutete eine verhältnismäßig kleinere Zunahme im Falle gröberer Nummern oder keine Zunahme in einzelnen Fällen gröberer Nummern und eine größere verhältnismäßige Zunahme im Falle feinerer Nummern. Im Falle der Nr. 30 bedeutet diese Zunahme im Spuleninhalt beim Spinnen einer gegebenen Garnmenge eine erhebliche Verkleinerung der Zahl der Spulenabziehvorgänge. Wenn später das Garn der Spule beim Gebrauch oder beim Umhaspeln entnommen wird, ergibt sich eine weitere Herabsetzung in der Handhabung der Spulen und eine entsprechende Verminderung von Knotenknüpfungen.

Während die Vergrößerung des Spuleninhalts bei der groben Nummer 6 geringer war und sich nicht auf eine Inhaltsvergrößerung über einige Fälle des gebräuchlichen Spinnens hinaus beläuft, wurde beim Spinnen dieses Garnes gemäß der Erfindung eine erhebliche Vergrößerung der Geschwindigkeit erzielt. Es kann erwartet werden, daß die Erfindung sehr die Kosten des Spinnens aller Nummern, die Herabsetzung der Kosten in größerem Ausmaße im Falle der gewöhnlich teureren feinen Nummern als im Falle der gewöhnlich billigeren gröberen Nummern herabsetzt und so den Kostenunterschied vermindert, der bis jetzt die Verwendung groben Garnes begünstigte.

Der Einfachheit halber und zwecks Erreichens größter Bequemlichkeit des jederzeitigen Zuganges zu der Spule und zur Garnwicklung kann die niedrigste Höhenlage des Umfassungsringes 35 oberhalb des Spulenkopfes liegen, wie in Fig. 4A angedeutet, oder kann sich in der Höhenlage des Spulenkopfes befinden, besonders wenn Spulen größerer Höhe Verwendung finden, wie in Fig. 8 A, 9 A und 10 A gezeigt.

Jedoch ist bei einer abgeänderten Form der Erfindung gemäß Fig. 11 A bis 11 C, bei der dieselbe große Spule wie in Fig. 8 A bis 10 C verwendet wird, der Umfassungsring 35 etwas tiefer als in seinen in Fig. 8 A bis 8 C dargestellten Lagen angeordnet, und in den unteren Lagen des Spinnringes 50 befindet er sich wesentlich unterhalb des Spulenkopfes. Die Senkung des Umfassungsringes 35 aus seinen Stellungen gemäß Fig. 8 A in die Stellungen gemäß Fig. 11A vermindert das Ausbauchen des unteren Teiles der Hüllkurve des Fadens Nr. 6 der Fig. 11 A, so daß diese Hüllkurve mehr denen von Nr. 30 und 60 der Fig. 9 A und 10 A entspricht als die Hüllkurve von Nr. 6 in Fig. 8 A.

Bei wesentlich unter der Höhenlage des Spulenkopfes befindlicher unterer Höhenlage des Umfassungsringes 35 wie in Fig. 11 A kann die Länge des senkrechten Hubes des Umfassungsringes 35 vorteilhaft etwas vergrößert werden, wie beispielsweise durch Vergleich des Hubes von Höhenlage 351 der Fig. 11 A bis zur Höhenlage 35m der Fig. 11 C mit dem Hub von Höhenlage 351 der Fig. 8 A bis zur Höhenlage 35m der Fig. 8 C ersichtlich ist.

Die Umrisse der Fadenhülle gemäß jeder der Fig. 8 A bis 11C haben verhältnismäßig große Radien R in der Gegend zwischen dem Erzeuger und dem Umfassungsring 35 und weisen eine erwünschte flache Krümmung im Gegensatz zu einer übertriebenen Auswärtswölbung auf.

Es ist ersichtlich, daß bei Vergrößerung der Höhe der Spule, wie sie durch die Erfindung möglich gemacht wird, bei den oberen Höhenlagen der Auf- und Abbewegung die Fadenhüllen entsprechend in der Höhe verkleinert und die Neigung zum Bilden einer natürlichen Einbuchtung herabgesetzt werden. Es erhebt sich die Frage, wie weit die Vergrößerung der Spulenhöhe vorteilhaft getrieben werden kann, d. h. wie weit es für eine gegebene Fadenhülle, die erzeugt wird, wenn die Ringbank sich am unteren Ende der Spule befindet, vorteilhaft ist, die Spule in dieser Hülle aufwärts zu erstrecken.

Die durch den Ringläufer erzeugte Spannung ändert sich, wie oben angegeben, mit dem Durchmesser der Fläche, auf die das Garn aufgewunden wird, und neigt dazu, größer zu werden, wenn dieser Durchmesser klein ist, und kleiner, wenn der volle Spulendurchmesser erreicht wird. Die durch den Ringläufer erzeugte Spannung erfordert deshalb die größte Unterstützung oder Ergänzung durch die Einwirkung des Luftwiderstandes auf den kreisenden Faden während des Aufwindens auf die Spulenteile vollen Durchmessers und die geringste Unterstützung oder Ergänzung durch diese Einwirkung beim Aufwinden auf die Teile kleinsten Durchmessers. Demgemäß ist es beim Winden der Teile kleineren Durch-

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messers am Kopf der großen Spule gemäß der Erfindung durchaus möglich, mit einer Fadenhülle zu arbeiten, die bei ihrem natürlichen Zustand in diesem Aufwindestadium keine Einbuchtung bilden würde, da die durch den Läufer erzeugte Spannung und die Verkürzung der Fadenhülle zusammen eine solche Einbuchtung unterdrücken. Dies bietet die Möglichkeit, den zugespitzten oberen Teil der Spule weiter aufwärts in die kreisende Fadenhülle hinein zu ίο erstrecken, als es der Fall wäre, wenn verlangt würde, daß die natürliche Hüllkurve während des Aufwindens dieses Teiles eine natürliche Einbuchtung bildet. Es wird indessen empfohlen, während des Aufwindens der Teile vollen Durchmessers die natürliche Hüllkurve so hoch zu halten, daß sie wenigstens eine Einbuchtung und unter dieser einen konvexen Teil bildet, wenn man sie ihre natürliche Form annehmen läßt.

Fig. 12 A bis 12 C stellen einen Versuch dar, eine natürlich eingebuchtete Fadenhülle von Garn Nr. 20 bei einer Spindelgeschwindigkeit von 9000 Umdrehungen je Minute mit einem Spinnring von 3 Zoll (= 7,62 cm) Durchmesser und einem Ringläufer Nr. ι-0 (Gewicht 0,058 g) zu verwenden.

Fig. 12 A bis 12 C zeigen auch, wie die natürliche kreisende Fadenhülle bei allen Stadien des Aufwindens der Teile vollen Durchmessers der Spule (Kurven Nm der Fig. 12 A und Nm der Fig. 12 B) eine konkave Einbuchtung mit konvex geformten Teilen über und unter dieser Einbuchtung bildet, wobei die Spule so weit aufwärts in die Fadenhülle hinein ausgedehnt ist, daß diese nicht eine natürliche Einbuchtung während des Aufwindens einiger der spitz zulaufenden Teile geringeren Durchmessers der Spule bildet, wie die Kurven Nu und Nm der Fig. 12 C zeigen.

Dieser Versuch der Verwendung der natürlich eingebuchteten Fadenhüllen der Fig. 12 A bis 12 C war erfolglos.Es ergaben sich sehr häufige Fadenbrüche.

Der freie Raum zwischen der Fadenhülle und der

Spule war häufig ungenügend, wobei zu bedenken ist, daß die kreisende Fadenhülle unstabil war und von den schematisch dargestellten Augenblicksstellungen ein- und auswärts schwankte. Der Faden stand unter unzulässig hoher Spannung, und diese Spannung

unterlag auch großen und plötzlichen Änderungen, wenn die Fadenhüllenform sich änderte.

In Fig. 13 A bis 13 C wird die natürliche kreisende Fadenhülle gemäß Fig. 12 A bis 12 C geändert durch einen Umfassungsring 35, der in der Gegend angebracht ist, in der sich in der natürlichen kreisenden Fadenhülle der Fig. 12 A bis 12 C eine natürliche Einbuchtung bilden würde, und durch einen Umfassungsring 80, der annähernd so weit ist wie der untere Teil der kreisenden Fadenhülle. Der Umfassungsring 35 erhält eine Auf- und Abbewegung in Übereinstimmung mit dem Spinnring 50, aber nur um z. B. 27 % von dessen Bewegungsgröße, beispielsweise durch einen Hebe- und Senkmechanismus, wie er für den Umfassungsring 35 der Fig. 7 verwendet wurde. Diese Bewegung des Umfassungsringes 35 ist eine solche, daß er in der Gegend gehalten wird, in der bei der Fadenhülle in Abwesenheit des Umfassungsringes 35 eine natürliche Einbuchtung entstehen würde.

Der Umfassungsring 80 stabilisiert, wie Fig. 13 A bis 13 C erkennen lassen, den Winkel, in dem der Faden in den Ringläufer einläuft. Er erhält eine Auf- und Abbewegung durch einen Hebe- und Senkmechanismus, wie er in Fig. 7 angewendet wird, im Zusammenspiel mit der in dieser Figur dargestellten Ringbank 51, aber nur um beispielsweise etwa 6o°/₀ der Spinnringbewegung.

Fig. 14 A bis 14 C zeigen eine Anordnung und ein Verfahren, die ähnlich den in Fig. 13 A bis 13 C dargestellten sind, jedoch die Verwendung von drei Umfassungsringen 80, die eine größere Stabilisation des Zulaufwinkels des Fadens zum Ringläufer einschließen. ·

Bei Verkürzung des Abstandes zwischen dem Spinnring und dem Umfassungsring 35 in den oberen Stellungen des Spinnringes 50 nimmt die Neigung der stabilisierten Fadenhülle zum Auswärtsbiegen ab, und die Berührung des Umfassungsringes 80 oder eines oder mehrerer der verschiedenen Umfassungsringe 80 mit der Fadenhülle kann aufhören, wie in Fig. 13 C und 14 C gezeigt

Die durch die Anordnung der Fig 14 A bis 14 C erzeugte Spule nimmt annähernd 455 g Garn auf oder mehr als das Doppelte der Garnmenge der üblichen Spule von Nr. 20, wie sie gewöhnlich durch gebräuchliche Verfahren erzeugt wird.

Beobachtungen der Ringläufer der Fig. 14 A bis 14 C lassen erkennen, daß man von ihnen eine Lebensdauer von 1000 Stunden erwarten kann, während beim gebräuchlichen Spinnen die Ringläufer ungefähr alle 160 Stunden ausgewechselt werden müssen, da sich sonst Brüche der Ringläufer und/oder unzulässig hohe Spannungen im Garn ergeben.

Wie oben angegeben, lief die angestrebte natürlich eingebuchtete Fadenhülle der Fig. 12 A bis 12 C nicht befriedigend, der Faden riß sehr häufig. Im Vergleich hiermit arbeitete die Vorrichtung gemäß Fig. 14 A bis 14 C erfolgreich beim Spinnen von kardiertem Baumwollgarn Nr. 20 bei einer Spindelgeschwindigkeit von 9000 Umdrehungen in der Minute mit nur vier bis sechs Fadenbrüchen in 1000 Spindelstunden. Dasselbe Vorgespinst erleidet beim Spinnen in gebräuchlicher Weise mit einem 2-Zoll-Spinnring beispielsweise dreißig bis vierzig Garnbrüche in 1000 Spindelstunden. Diese Bruchfrequenz zeigt, daß die Erfindung die Gleichmäßigkeit der Spannung verbessert durch Vermeiden von Schwankungen, die geeignet sind, den Faden an den unvermeidlich auftretenden dünnen Stellen zu zerreißen.

Die Erfindung ist deshalb in ihrer Anwendung auf eine Maschinenbauart beschrieben worden, bei der der umlaufende Fadenführer (Ringläufer) auf und ab bewegt wird und die Spindel nebst Aufwindespule ihre Höhenlage beibehält, weil dieser Maschinentyp in allgemeinem Gebrauch steht und in mancher Hinsicht einfacher ist als Maschinen, bei denen die Spindel sich auf und ab bewegt. Sie ist aber bei diesem letzteren Maschinentyp ebenfalls anwendbar. Auf- und Abbewegen der Spindel statt des Spinnringes nebst Ringläufer hat den Vorteil, daß die kreisende Fadenhülle in unveränderter Lage gehalten wird. Ist dies der Fall, dann können der Umfassungsring

oder die Umfassungsringe, die zum Stabilisieren und Abändern der Fadenhüllenform dienen, vorteilhafterweise während des Spinnvorganges stationär gehalten werden, und die Hebe- und Senkvorrichtung für sie kann fortfallen.

In der Beschreibung und den Ansprüchen sind die Ausdrücke »Faden« und »Garn« in weitem Sinne so gebraucht, daß sie sowohl ein bereits einen erheblichen Drall aufweisendes als auch ein bei der vorliegenden ίο Behandlung den ersten Drall erhaltendes Faserband einschließen.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Ringspinnmaschine, insbesondere mit fest angeordneter Spindelbank und auf und ab bewegbarer Ringbank, zum Spinnen von übergroßen Garnkörpern für einen großen Bereich von Garnnummern, gekennzeichnet durch die Vereinigung nachstehender Merkmale:

   a) Anordnung des Scheitels (d. h. der Lieferstelle 54,55) der kreisenden Fadenhülle in solcher Höhe, daß der nach unten laufende kreisende Faden bei freiem Umlauf eine Hülle mit mindestens einer natürlichen Einbuchtung bilden würde;

   b) Anordnung einer Anzahl Umfassungsringe (71, 70, 35 bzw. 35, 80), die den kreisenden Faden gleichzeitig in verschiedenen Höhenlagen zwischen dem Scheitel (54, 55) der Fadenhülle und dem Spinnring (50) derart umfassen, daß zwischen dem Spinnring (50) und einem oberhalb der Spule (B) befindlichen Umfassungsring (35) ein hoher Fadenballon sich ausbildet, ohne zu halsen;

   c) Anordnung wenigstens des untersten Umfassungsringes (35 bzw. So) in der Weise, daß er sich zumindest beim Aufwinden des unteren Teiles der Spule im Bereich der Spule (B) befindet und letztere sich durch den Umfassungsring (35 bzw. 80) hindurch innerhalb des hohen Fadenballons auf einen beträchtlichen Teil der Gesamthöhe der Fadenhülle zwischen ihrem Scheitel (54, 55) und dem Spinnring (50) nach Maßgabe des Hubes des Spinnringes (50)

   zwischen seiner tiefsten und seiner höchsten Stellung beim Aufwinden des Fadens erstreckt.
2. 2. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem oberhalb der Spule (B) befindlichen Umfassungsring (35) und dem Spinnring (50) beim Aufwinden des unteren Teils der Spule derart gewählt ist, daß der Ballon dabei mindestens annähernd halb so hoch ist wie die Gesamtfadenlänge zwischen dem Scheitel (54,55) der Fadenhülle und dem Spinnring (50).
3. 3. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der oberste Umfassungsring (71 in Fig. 4 A bis 11 C bzw. 35 in Fig. 13 A bis 14 C) oberhalb einer Stelle angeordnet ist, an der sich bei freiem Fadenlauf vom Streckwerk (54, 55) zum Spinnring (50) im Faden eine natürliche Einbuchtung bilden würde.
4. 4. Ringspinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Umfassungsringe (80) sich wenigstens zeitweise unterhalb des oberen Endes der Spule (B) befinden.
5. 5. Ringspinnmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringläufer eine Umfangsgeschwindigkeit von mindestens 1600 m in der Minute hat.
6. 6. Ringspinnmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnring (50) einen Durchmesser von mindestens 2^x/₄ Zoll (57 mm) hat.
7. 7. Ringspinnmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Spinnringes (50) wenigstens 9 Zoll (etwa 230 mm) beträgt.
8. 8. Ringspinnmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oberste Umfassungsring (71 bzw. 35) vom Spinnring (50) so weit entfernt ist, daß wenigstens zeitweise zwischen beiden bei fehlendem unterstem Umfassungsring (35 bzw. 80) eine Einbuchtung entstehen würde.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 742 632, 657 862, 170, 159 016;

   schweizerische Patentschriften Nr. 226 209, 152 837, 216;

   USA.-Patentschrift Nr. 540 198;

   britische Patentschriften Nr. 329 457, 9 728, 13 269 aus dem Jahre 1905, 5 874 aus dem Jahre 1882; französische Patentschriften Nr. 346 003, 335 187;

   Technologie der Textilfasern, Bd. IV, 2. Teil A von Dipl.-Ing. H. Glafey: »Baumwollspinnerei«, S. 100 f.; »Melliand Textilberichte«, 1945, Heft 3, S. 48 bis 50;

   W. Lawrence Balls, »Studio of Quality in Cotton«, London, 1928;

   »Metiers Continus pour Trame« Systeme Vimont et Bazin, 1900.

   Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

   © 109 515/17 2.