EP0883703A1 - Spindelspinn- oder spindelzwirnverfahren und die arbeitseinheit zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Spindelspinn- oder spindelzwirnverfahren und die arbeitseinheit zur durchführung des verfahrens

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EP0883703A1
EP0883703A1 EP97904336A EP97904336A EP0883703A1 EP 0883703 A1 EP0883703 A1 EP 0883703A1 EP 97904336 A EP97904336 A EP 97904336A EP 97904336 A EP97904336 A EP 97904336A EP 0883703 A1 EP0883703 A1 EP 0883703A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spindle
yarn
open loop
balloon limiter
ring
Prior art date
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Granted
Application number
EP97904336A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0883703B1 (de
Inventor
Václav KUBOVY
Petr Blazek
Stanislav D DEK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vyzkumny Ustav Bavlnarsky AS
Original Assignee
Vyzkumny Ustav Bavlnarsky AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vyzkumny Ustav Bavlnarsky AS filed Critical Vyzkumny Ustav Bavlnarsky AS
Publication of EP0883703A1 publication Critical patent/EP0883703A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0883703B1 publication Critical patent/EP0883703B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/14—Details
    • D01H1/42—Guards or protectors for yarns or threads, e.g. separator plates, anti-ballooning devices
    • D01H1/427—Anti-ballooning cylinders, e.g. for two-for-one twist machine
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/06—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously cap type

Definitions

  • the invention relates on the one hand to a spindle spinning or spindle twisting method on a work unit and on the other hand to a spindle spinning or spindle twisting working unit for carrying out this method.
  • the spindle spinning development also includes the solutions of the mechanically or pneumatically driven and 20 rotatably mounted ring, the pneumatic rotor drive, etc., which, however, did not have an expressive effect in practice.
  • the development series also includes principles without runners.
  • the yarn is wound onto the spindle sleeve via a concentric ring rotatably mounted in the outer fixed ring on an air cushion or in the magnetic field of both rings.
  • the solutions of contactless ring bearings in the magnetic field are particularly frequent, for example according to US Pat. No. 5,109,659 and DE-OS 41 03 369.
  • the speeds of the spinning unit are limited by a physical barrier which consists in the fact that the mass of the rotor or an equivalent means forms a high tensile stress at an extreme production speed of spindles, which negatively influences the course of the spinning process and the properties of the spun yarn.
  • a physical barrier which consists in the fact that the mass of the rotor or an equivalent means forms a high tensile stress at an extreme production speed of spindles, which negatively influences the course of the spinning process and the properties of the spun yarn.
  • the mass of the rotor or an equivalent means forms a high tensile stress at an extreme production speed of spindles, which negatively influences the course of the spinning process and the properties of the spun yarn.
  • the rotor be made of a very friction-resistant material and at the same time be dimensionally stable in order to overcome the pulling forces in the yarn.
  • the working units also include the turning and winding devices.
  • the force control of the yarn before winding on the Include spindle sleeve In the system spindle - immovable balloon limiter and fixed or rotatable ring with the rotor, the force control is formed by the rotor, in the system spindle - immovable balloon limiter and a pair of concentric rings, of which the inner ring can be seen in the magnetic field or on the air cushion "Floats", the force control is by the inner ring and in the system Spin ⁇ del - driven balloon limiter, which serves as a carrier of the ring / rotor system or another functionally equivalent means, the force control is by the rotor or another functionally equivalent means formed.
  • the object of the invention is to simplify the spindle spinning or spindle twisting method with an automatically driven balloon limiter, so that the problems mentioned above caused by the use of the inertia for the yarn control before the yarn winding on the spindle sleeve can be reliably eliminated and thereby while ensuring the permissible tensile force level in the yarn, the production of a quality ring spun or ring twisted yarn is possible even at extremely high spindle operating speeds.
  • the object of the invention is also to form the working unit for carrying out this method.
  • the first object is achieved by the features specified in patent claim 1 and the second object by the features specified in patent claim 13. It is evident from these features that the principle of the solution is that the yarn entrained by the work surface expands from this work surface into a ritual open loop through the centrifugal force, into which the yarn is then continuously fed through this loop itself and from then through the yarn relative movement of this loop with respect to the rotating spindle is continuously withdrawn and wound onto the sleeve.
  • An essential advantage of the invention is that the turning and winding device works without a relatively heavy runner or a guide means similar to the runner for the force control of the yarn before it is wound on the spindle sleeve, which enables a considerable increase in the spindle working speed.
  • the rotating open loop, from which the yarn is continuously drawn off and wound onto the spindle sleeve, is either limited radially and possibly also spatially shaped or rotates in free space.
  • the solution enables not only different but also the same spindle and balloon limiter speed to be selected.
  • the self-regulating spinning or twisting system according to the invention enables the quality ring spun yarns or quality yarns to be produced at extremely high production speeds.
  • Appropriate refinements and developments of the subject matter of the invention are specified in the subclaims.
  • FIG. 1 shows the complete work unit with the turning and winding device in axial section, in a side view
  • FIG. 2 shows the turning and winding device according to FIG. 1 in partial, in partial view
  • FIG. 3 shows the enlarged partial view of the lower part of the balloon limiter according to FIG. 2, in axial section, FIG. 4 section in the plane IV-IV from FIG. 3, FIG. 5 shows the working unit in partial view, from the side with a variant of the turning and winding device in axial section,
  • FIG. 7 a variant of the turning and winding device in partial axial section, in partial view, FIG. 8 section according to plane VIII-VIII from FIG. 7,
  • FIG. 13 shows a variant of the rotating and winding device in partial axial section, in a spatial view
  • FIGS. 14 to 20 further variants of rotating and winding device in axial section, in a partial view
  • FIG. 21 section according to plane XXI-XXI from FIG .20.
  • the feed device 2 is embodied in the work unit for spindle spinning by the usual drafting device 4. with the exit rollers 5_.
  • the delay device 4 is known in the most varied of designs from spindle or nozzle spinning and from other spinning systems, so that it is not described in more detail.
  • the purpose of the drafting device is to process the pre-laid sliver or roving in such a way that a fiber tape is available at the exit from the drafting device, the length of which corresponds to the length of the spun yarn £.
  • the holder 6_ adjustable on the vertical rod 1
  • a pre-spool spool 1 is attached, from which the pre-spun 2 unwinds, which is fed via a guide 1 pound into the preference device 4.
  • an alternative arrangement for supplying the drafting device 4, with the fiber sliver 11 drawn off from the can 12, is shown in broken lines.
  • Rotating and winding device 2 (FIGS. 1, 2) consists of the spindle 12 and the balloon limiter 14 arranged concentrically to the spindle 13_.
  • the drafting device 4. is a control point 15. of the start of the formation of the yarn ball ion . of the yarn formed £ assigned. This control point is attached to the surface of at least one of the exit rollers 5 of the drafting device 4_ as a control contact of the yarn with the corresponding exit roller or the exit rollers 5_.
  • the drive electric motor 18 of the spindle 12 is attached to the spindle bench 12, which is slidably attached to the vertical guide rod 21 by means of the bushing 2 ⁇ , which is part of the known, not shown 5 device for causing the program-controlled, vertical return movement of the spindle 12 in the sense of the double file 22.
  • the spindle 12 can also be operated with other conventional drive means, for example with a belt transmission.
  • a sleeve 22 (FIG. 2) for the yarn winding 21 is placed on the spindle 12.
  • the program of the movement of the spindle bench 12 . in the sense of the double file 22 is determined by the choice of yarn winding 24.
  • kinematically reversed arrangement of the 5 spindle 12 and the balloon limiter 14 the spindle is on l frame l immovably fastened, while the balloon limiter 14 performs a valuable movement along the spindle 12.
  • the balloon limiter 14 is formed, for example, from a hollow cylinder 23, which has a funnel-shaped mouth 2f_ in the form of a radial flange 22 on the side facing away from the control point 15.
  • the funnel-shaped mouth 2 2 merges into a limiting ring 28 which is concentric with the axis 12 of the spindle 12 and which carries on its inside a limiting wall 29, advantageously with a concave profile.
  • This boundary wall 22 merges into the side wall 22, which is basically parallel to the radial flange 21 / which is the opening for the passage of the spindle 12 and the sleeve 22 with the yarn winding 24 (FIGS. 2, 3 ).
  • the cylinder 23 is rotatably mounted on aerostatic or roller bearings 22 in a two-part bushing 22, the flange 24 of which is fastened to the bench 25 by means not shown, which is fastened to the frame 1 of the working unit by means not shown.
  • the balloon limiter 14, which passes through the concentric opening 3_ £ of the bench 23, is driven by the belt 22 by the electric motor 2 £ attached to the frame (FIG. 1).
  • the two-part bushing 22 has an inner radial groove 22 with a radial opening (not shown) for the entry and exit of the belt 22.
  • the rotation of the balloon limiter 14 in the direction of arrow 4J) is the same as the rotation of the spindle 12 in the sense of arrow 41.
  • the cylinder 25 can optionally be manufactured as a rotor of the drive electric motor or it can be driven by a driven friction roller.
  • the limiting ring 2SL, the funnel-shaped mouth 2 pounds. of the balloon limiter 14 and the side wall 20 delimit the direction-defining cavity 42, which has the shape of a radial gap 42 (FIGS. 2, 3). The purpose of the directional cavity 42 will be explained.
  • the balloon limiter 14 has an inner work surface. before 44. for contact with the yarn £, which is realized between the inlet end 45_ and the outlet end £ 4 (FIG. 2).
  • the working surface 44 is the part of the surface of the cavity of the balloon limiter 14 against which the yarn formed is pressed by the centrifugal force and with which this yarn is carried.
  • the working surface 44 in the largest diameter of the boundary wall 21 (FIGS. 2, 3).
  • Other forms of the working surface 44 in the cylindrical part of the balloon limiter 14 are also suitable for the purpose of the invention.
  • the work surface is shaped in the middle part into a sleeve which widens conically in the direction of the inlet end on one side and towards the outlet end on the other side.
  • the cylinder 25 is advantageously thin-walled and made of a light metal alloy or a composite. It is desirable that the working surface 44 has a layer of a suitable material to ensure low friction compared to it and that it has a high resistance to wear.
  • the working surface can optionally be provided with a groove or a shaped rib to form ventilation effects in order to reduce the friction properties compared to the Garm, which expediently reduce the direct contact of the yarn with the working surface of the balloon limiter, albeit under the condition that the work surface is able to transport the yarn that it passes through.
  • the circumferential contact point 42 is located in the transition region of the cavity from cylinder 25 into the funnel-shaped mouth 2 l, which has the smallest diameter of the working surface 44 of the bay. ion limiter 14 forms. In another case, for example when the work surface is carried out with radial ribs (not shown), this initial contact point can be located in the last smallest diameter of the work surface 44 in the direction of movement of the yarn £ through the balloon limiter 14. The radial distance A. of the circumferential contact point 42.
  • the spindle 12 only rotates with the revolutions n v ⁇ n. It is therefore important that during operation the movement of the balloon limiter 14 with respect to the rotation of the spindle 12 is always bound to a constant higher angular velocity of the balloon limiter 14 by means of known mechanical, electromechanical or electronic bindings, depending on which drive of the spindle 13 and the balloon limiter 14 is used.
  • the balloon limiter 14 merges into the limiting ring 22.
  • the balloon limiter 14, in the direction of movement of the yarn £ through the balloon limiter 14, is adjoined by a positionally stable limiting ring 28 which is concentric with the spindle 12.
  • the word "connects” means that the delimitation ring 28 is either movably connected to the balloon limiter 14, as can be seen in FIGS. 1 to 3, or independently and either fixedly or movably with its own attachment. drove, as will be further stated, is arranged.
  • the fiber structure goes through three phases of change during the spinning process.
  • the “yarn is formed” in the section between the drafting device 4 and the outlet end 46. of the working surface 44., in the section between the outlet end 4 Sleeve 22 is the “resulting yarn”.
  • the expression “yarn” is used.
  • a fiber ribbon with the length weight of the resulting yarn emerges from the drafting device 4, into which the roving 2 unwound from the original spool 2 is fed.
  • the fiber structure is solidified immediately after the clamping point of the outlet rollers 5 by the drafting device 4 by means of rotations, which the fiber structure on the one hand by the effect of the rotation of the beginning of the yarn P on the sleeve 22 by the revolutions of the spindle and on the other hand by additional Twists, caused by the revolutions of the working surface 44, over which the yarn £ transported by it moves.
  • the rotating yarn expands due to the effect of the equilibrium between the centrifugal force caused by the weight of the yarn, the reaction friction force of the yarn as it moves over the working surface 44 and the reaction winding force.
  • the rotating open loop 42 enters the radial gap 42, in which it is radially limited by the boundary wall 22 of the limiting ring 22, over which the back bend 52 of the rotating open loop 48 moves.
  • the circumferential contact point 4J just mentioned is delimited by the beginning of the rotating open loop 42.
  • the expansion respectively.
  • the shape of the rotating open loop 42 is also influenced to a certain extent by the pneumatic regime in its educational center. Since this pneumatic regime is insignificant for the formation of the rotating open loop, it is not explained in more detail in the description.
  • the rotating open loop 42 rotates freely in the space of the radial gap 42 owing to the predominant size of the component of the internal force in the yarn, which is directed in the tangential direction to the circumference of the working surface 44, via which, in same ⁇ be tangent directed reaction friction force, the yarn £ shifts along the circumference of the working surface 44 against the direction of its rotation.
  • the rotating open loop 42 gradually increases as a result of the predominant internal force of the yarn over the resultant forces acting on the yarn sliding over the working surface 44, up to the moment when its Back bend 52 comes into contact with the boundary wall 22 of the boundary ring 23.
  • the section of the formed yarn begins between the exit end £ 4 and the sleeve 22, on which the resulting yarn £ is wound with the desired twist Z.
  • Both the formed and the formed yarn ⁇ are therefore more solidified by the additional twist, which is used to achieve a very high productivity of the yarn.
  • This productivity can be significantly higher than with the peak productivity of spinning according to the ring system and it is therefore clear that the spindle can have extremely high revolutions, the resulting yarn having the character of a classic ring yarn and even further advantages in the surface structure , as will be mentioned.
  • the purpose of the directional cavity 42, especially the radial gap 42, is to orient the rotating open loop 42 for winding the yarn £ onto the sleeve 22-
  • the rotating open loop 48 which consumes the fiber structure supplied by the drafting device 4, and it widens more and more and its back bend 22 moves away from the axis 12 of the spindle 12 - in this first phase the yarn is not yet curling onto the sleeve 22.
  • the rotating open loop 48 and the spindle 12 rotate in the same revolutions, a radial slip taking place between the yarn £ and the working surface 44, which compensates for the difference in the number of revolutions between the spindle 12 and the working surface 44.
  • the yarn £ winds up on the sleeve 22 and the slippage between the yarn and the work surface 44. decreases.
  • the spinning process is controlled by rapid alternation or continuous penetration of the two phases mentioned. With both speed regimes n> n and n ⁇ n it is necessary that the tensile force in the yarn has a certain value, and not too low, where the process of filling the rotating open loop 42 with yarn could not take place, but also not too great that the tensile stress in the yarn would not cause any yarn stretching during gantry shaping and thus no loss of the yarn stretch necessary for the subsequent processing steps.
  • the different shape of the leading or delayed rotating open loop 42 is predominantly gend determined by the ratio of the frictional forces acting on the rotating open loop 42. Their shape is also influenced in part by other factors, such as the difference between the speeds of the spindle 12 and the balloon limiter 14, the shape of the working surface 44, etc. However, the basic character of the rotating open loop 42 is retained.
  • 0 means the minimum circumference of a thread winding 24 on the sleeve 22, or in other words, the smallest circumference of the sleeve 22 in the area intended for winding the yarn, and
  • Z means the number of twists that are introduced into one unit of length of the yarn.
  • 0 means the largest extent of a yarn winding 24 of the yarn on the sleeve 22.
  • the relative movement of the rotating open loop 48 is also determined not only by a relative movement of the yarn P formed across the work surface 44 from its entry end 45 to its exit end 46, but also by a relative movement along the circumference of the work surface 44. accompanied, this movement having a positive effect on the yarn formed.
  • the circumferential movement of the yarn formed reduces its contact with the working surface 44 and as a result the level of the reaction friction force, which acts against the movement of the drawn yarn across the working surface 44, is also reduced. At the same time, the circumferential movement rounds off the surface of the yarn and thereby expediently reduces its hairiness.
  • Ventilation openings 42 in the limiting wall 22 of the limiting ring 23 is to continuously clean the radial gap 42 of residues of free fibers and other impurities which are introduced into this space during the spinning process. At the same time, these ventilation openings form an additional air flow in the radial gap 42, which expediently supports an expansion of the yarn into the rotating open loop 42.
  • the working unit (FIG. 1) is equipped with a fold-over suction nozzle 51 and a device (not shown) for securing and releasing the housing 22 on the guide rod 21 and with a pivotable arrangement of the spindle bench 12.
  • the spindle bank 12 with the spindles 12 is folded away into the dashed lower position.
  • the operator searches for the end of the thread £ on the sleeve 22 and threads the necessary length of the thread through the balloon limiter 14, for example with a threading needle.
  • the length of the threaded yarn is so adjusted when the spindle bench 12 is moved into the working position that it is somewhat looser in the section of the yarn formation to compensate for the forces acting on the yarn, since the yarn does not act at the moment of being spun in is hardened by an excessive number of rotations.
  • the fiber sliver is sucked from the outlet rollers 2 of the drafting device 4 by the suction nozzle 21, which was folded into the working position (FIG. 1), into a storage container (not shown) for recycled fiber material.
  • the spinning process begins by starting up the links of the rotating and winding device 2 at a ratio of n pp > n v .
  • the looser yarn in the section of its formation is not subjected to standard tensile stresses when both the working surface 44 and the spindle 12 start up, which is due to the overweight of the the centrifugal force acting on the yarn via the frictional force between the resulting yarn and the work surface enables the beginning of a rotating open loop 42 in the radial gap 42, while at the same time forming a supply of newly formed and formed yarn.
  • the above-mentioned process also applies to the removal of a yarn break.
  • the machine can be equipped with known working means for the programmed control of the devices, with controlled sensors of yarn breaks on the work units, an individual or a common spinning process and for the removal of yarn breaks.
  • FIGS. 3 and 4 The reference symbols £, B, £, D, the radial distance of the circumferential stop 42 (h), the boundary wall 22 (£), the outlet end 4 £ (£) and the back bend 5_0 of the rotating open loop 42 (D) from the Axis 12 of the spindle 12 mean are shown in FIGS. 3 and 4 and listed in the text for these figures. These reference symbols are also used in other figures and in the text below.
  • the balloon restrictor 14a is embodied by a hollow rotating body 52a. whose working surface 44a has a conical profile that widens from the entry end 45a.
  • the storage and the drive of the balloon limiter 14a are identical to the design of the balloon limiter 14 according to FIG. 2, so that the corresponding reference numbers of the components in FIG. 5 are provided with the index a.
  • the limiting ring 23 with the limiting wall 29a gradually merges into the radial side wall 53a, which in turn merges again via the intermediate space 54a into the funnel-shaped opening 26a in the form of a short flange 55a of the balloon limiter 14a.
  • the side wall 30a gradually adjoins the limiting ring 28a, which is formed from a radial flange 56a of a concentric shaped tube 57a, which is rotatably mounted in the bearings 58a and holder 59a and through whose concentric opening 60a the spindle 12a driven by the electric motor 18a with the sleeve 23a and the yarn winding 24a passes.
  • the holder 22a is fastened to the frame la by means not shown.
  • the shaped tube 57a is operated with a belt 6la by an electric motor (not shown) attached to the frame la.
  • the belt 61a passes through a radial groove 62a. formed between the holder 59a and the shaped tube 57a. which is provided with a radial opening (not shown) for the entry and exit of the belt 61a.
  • the boundary ring 28a. the radial side wall 53a. the funnel-shaped mouth 2üa and the side wall 30a delimit directional cavity 42a in the form of the radial column 43a (FIGS. 5, 6).
  • the circumferential contact point 4 7a arranged in the narrowest diameter of the working surface 44a of the balloon limiter 14a is identical to the entry end 45a of the working surface 44a f, the exit end 46a of which is located on the inner edge of the short flange 55a.
  • the radial distance A. of the circumferential contact point 47a from the axis 12 of the spindle 1 3a is less than the radial distance C. of the exit end 46a from the axis 12 of the spindle 12a.
  • the rotation of the shaped tube 52 in the direction of the arrow 22 is identical to the rotation of the balloon limiter 14a in the sine of the arrow 42.
  • Control point 15 of the formation of the beginning of the yarn balloon 12 is alternatively by that between the drafting device 4 and the rotating and winding device ⁇ tung 2a is b rachte guide member 64a is formed.
  • the formed A rm 65a of the guide element 64a is not fixed with Lucaszeichne ⁇ th means on the frame la.
  • the rotating balloon limiter 14a is preceded by a concentric, non-rotatable balloon limiter 66a with an inner working surface 67a, which is fastened to the frame 1 a by means not shown Leg 68a is worn.
  • the relationships A. ⁇ C. ⁇ £, D. apply to the turning and winding device 2a.
  • the relationship A ⁇ D applies to the formation of the rotating open loop 42 (FIG. 6).
  • non-rotatable balloon limiter 66a enables an axial reduction of the rotating balloon limiter 14a and thereby a desirable reduction in its mass.
  • FIG. 6 which shows a section of the rotating and winding device 2_a according to the plane VI-VI from FIG. 5, the rotating open loop 48x leading the spindle 13a is formed at the ratio n> n v un ⁇ ⁇ & i- e rotating open loop 48y which rotates with respect to the spindle 13a at a ratio of n ⁇ n v .
  • FIGS. 7 and 8 show another turning and winding device 2h, the parts corresponding to the parts according to FIG. 2 having the same reference numbers with the index "b".
  • the turning and winding device 2h has a limiting ring 28b with a limiting wall 29b. that connects over the gap 69b to the funnel-shaped mouth 26b in the form of a radial flange 27b and goes, on the one hand, into the side wall 30b, which ends with the short flange 31b, and on the other hand in the concentrically supporting flange, which is fastened to the bench 35b with means not shown 70b over.
  • the limiting ring 23h, the funnel-shaped mouth 26b and the side wall 30b delimit the direction-giving cavity 42b in the form of a radial gap 43b.
  • the circumferential contact point 47b is located in the transition of the cylindrical wall of the working surface 44b into the radial flange 27b, the outlet end 46b of the working surface 44b being attached to the end of the radial flange 27b.
  • the relationship A ⁇ C. ⁇ B_ applies.
  • the rotating open loop 48y which is behind the spindle 13b, forms. which is delimited radially by the delimitation wall 29b of the delimitation ring 28b (FIGS. 7, 8).
  • the yarn £ is continuously withdrawn from the rotating open loop 48y and wound onto the sleeve 23b of the spindle 13b.
  • There is also a certain shaping effect on the structural formation of the yarn which is caused by the transition of the yarn in the form of a rotating open loop 48y from the rotating funnel-shaped mouth 26b of the balloon limiter 14b_ to the boundary wall 22h of the non-rotating boundary ring 28b.
  • the relationship A. ⁇ D_ applies to the formation of the rotating open loop 42i_.
  • the balloon limiter 14c is driven by a basically known friction drive.
  • Each of the, with the axis 12 of the Spindle 13c parallel shaft pairs 7lc. only one of which is shown is mounted in a bearing 72c, which is supported by one, with means not shown on the frame lc. fastened holder 73c is held.
  • the shaft 71c carries a pair of friction washers 74c. 75c. which are engaged with the friction shoulder 76c. 77c of balloon limiter 14c.
  • the poles of the permanent magnets 78c are on the holder 73c between the bearings 72c. 79c. 80c attached, which via an air gap to the paragraphs 8lc.
  • a pulley 84c is placed on the upper end of the shaft 7lc and is operated by a working electric motor (not shown) via a belt 85c.
  • the spindle 13c attached to the spindle bench 19c is operated by means of a belt transmission 86c.
  • the limiting ring 28c merges on the one hand into the funnel-shaped opening 26c r formed by the conical flange 87c and on the other hand into the side wall 30c, which is provided with the opening for the passage of the spindle 13c and the sleeve 23c with the yarn winding 24c.
  • the side wall 30c r which is relatively radially shorter than the side wall 2Q. 2, widens moderately conically in the direction from the funnel-shaped mouth 26c.
  • the outlet end 46c is located in the largest diameter of the concave boundary wall 29c.
  • the conical flange 87c is pressed onto the end step 89c of the balloon limiter 14c by means of the sleeve 88c.
  • the limiting ring 28c. the funnel-shaped mouth 26c and the side wall 30c delimit the directional cavity 42c.
  • the control point 15 is formed by the guide member 64c which is attached to the shaped arm 65c which is attached to the frame 1c. is appropriate.
  • the shaped arm 65c carries a further guide member 24.1c., Which between the guide member 64 ⁇ and the exit roll 5c. is arranged, the guide member 64c being located in the axis 12 immediately before the entry end 45c of the balloon limiter 14c. 9, the relationships A. ⁇ E, £, D_ apply.
  • the rotating yarn £ extends after the circumferential contact point 47c into the rotating open loop 42, which is formed by the shape of the directional cavity 42c, the upper branch of the rotating open loop 42 following the wall of the conical flange 87c, while its lower branch directly from the concave boundary wall 29c, without contact with the side wall 30c. passes to the sleeve 23c.
  • rings with a radial slot 42, 43a are formed.
  • 43b a rotating open loop, the branches of which are arranged approximately in the radial plane.
  • the relationship A. ⁇ D_ applies to the formation of the rotating open loop 42.
  • the purpose of the further guide element 64'c is the desirable reduction of the yarn balloon 12 in the section between the outlet rollers 5c. the delay device 4c_.
  • the thread winding 24c on the sleeve 23c is formed either by conventional winding, in which, at the foot of the sleeve, a conical base is first wound up, onto which further conical layers are then wound in parallel, so that a thread winding gradually starts from the foot the sleeve to its tip, or by so-called bottle winding, which is used especially when spinning bast fibers.
  • the conical base for the parallel winding of further conical layers is formed directly from the cone of the sleeve.
  • the cylindrical cavity of the balloon limiter 14c does not enclose the yarn winding 24c during spinning, it can have an optimal minimum diameter and thus also a low mass, which is favorable at the high operating speeds of the spindle 13c. Conversely, for a given inner diameter of the balloon limiter, an optimal maximum yarn winding can be wound onto the sleeve.
  • the yarn winding 24c is not exposed to any ventilation influences which act on the yarn in the space between the working surface 44c and the yarn winding 24c, especially with an optimal minimum diameter of the working surface 44c and an optimal maximum diameter of the yarn winding 24c.
  • 10 shows a further variant of the turning and winding device 3_d. shown.
  • the balloon limiter I4d. this bearing and drive are not shown, has a funnel-shaped mouth 26d, embodied by a conical flange 90d. which is attached to the cylindrical end of the balloon limiter 14d with the same means as the funnel-shaped mouth 26c in FIG. 9.
  • the funnel-shaped mouth 26d. or the conical flange 90d is attached to the cylindrical end of the balloon limiter 14d with the same means as the funnel-shaped mouth 26c in FIG. 9.
  • the boundary wall 28d which is parallel to the axis 12 of the spindle 13d, gradually merges into the side wall 30d, in the form of a concentric radial circular ring 91d. which is fastened by means not shown on the ring bench 92d with a concentric opening 93d for the passage of the spindle 13d and the sleeve 23d with the thread winding 24d.
  • the radia- The circular ring 91d merges again into a concentric conical guide ring 94d, which ends with a guide edge 95d.
  • the mentioned guide edge 95d is behind a plane, not shown, located through the outlet end 46d of the working surface 44d, with respect to the direction of movement of the yarn P through the balloon limiter 14d. situated and protrudes into the limiting ring 28d.
  • the leading edge is 95d. whose diameter is dimensioned for the passage of the sleeve 23d with yarn winding 24d. see between the outlet end 46d and the spindle 13d. situated.
  • the directional cavity 42d is delimited by the limiting ring 28d.
  • the yarn £ carried by the working surface 44d expands from the circumferential contact point 47d along the wall of the funnel-shaped mouth 26d into the rotating open loop 42 which is radially delimited by the delimiting wall 29d of the delimiting ring 28d.
  • the lower branch of this loop is guided through the guide edge 95d of the guide ring 94d, which orientates it when it is wound onto the sleeve 23d.
  • Fig. Ll represents a variant of the rotating and winding device 3_e .
  • the balloon limiter 14e formed from a hollow cylinder 25e.
  • the working surface 44e passes over the circumferential contact point 47e into the funnel-shaped mouth 26e in the form of a short flange 55e, which is ended by the outlet end 42 ⁇ of the working surface 44e.
  • the balloon limiter I4e is preceded by a concentric, non-rotatable balloon limiter 66e with an inner working surface 67e.
  • the storage of the balloon limiters I4e and 66e, the drive of the balloon limiter 14e and the spindle I3e are not shown.
  • the rotating yarn £ expands due to the effect of the centrifugal force caused by the mass of the yarn from the circumferential contact point 47e into the rotating open loop 42, from which the yarn is continuously drawn off and wound onto the sleeve 23e.
  • the back bend 22 of the rotating open loop 48 is not radially limited by any body. 11 fulfills the relationship A. ⁇ £, the relationships A., £ ⁇ 2 apply to the formation of the rotating open loop 42.
  • FIG. 12 shows the variant of the turning and winding device 2_f with the balloon limiter 14d, the design of which corresponds to the balloon limiter from FIG. 10, so that the corresponding components in FIG. 12 have identical reference numbers with the index i.
  • the radial flange 96f of the guide ring 94f with the guide edge 95f is fastened to the immovable ring bench 92f with the concentric opening 93f for the passage of the spindle 13f and the sleeve 23f with the thread winding 24f by means not shown.
  • the guide edge 95f is located behind a plane, not shown, which is guided through the outlet end 46f of the working surface 44f.
  • the turning and winding device 3_ £ fulfills the relationship A. ⁇ £.
  • the yarn £ is continuously drawn off and wound onto the sleeve 23f via the guide edge 95f.
  • the educational fertil the rotating open loop 42 satisfies the relationship A Bedin ⁇ supply. ⁇ ß.
  • n ⁇ n v a ⁇ f affects the rotating open loop 42 in the variant of the turning and winding device 2g, which is shown schematically in FIG. 13 is shown.
  • the balloon limiter 14g in the form of a hollow cylinder 25g extends with its lower edge, which delimits the circumferential contact point 47g and at the same time also the outlet end 46g, into the cavity of the delimiting ring 28g with the delimiting wall 29g.
  • the spindle 13g passes over the balloon limiter 14g, on which the sleeve 23g with the yarn winding 24g is placed.
  • the guide member 64g is in the axis 11 of the spindle 13g. as well as the control point 15 attached.
  • the sense of rotation of the spindle 13g and the balloon limiter 14g characterize the arrows 41/42.
  • the degree of fineness of the resulting yarn, for example 15 tex from cotton fibers, is determined by the mass of the yarn which acts in the rotating open loop 48y, which is against the spindle 13g late.
  • the internal force in the yarn at the point where the yarn runs into a rotating open loop 48y is identified by the symbol Q.
  • the resulting force determined as the vectorial sum of the force effects which act on the yarn sliding along the working surface 44g, is designated by the symbol F v .
  • FIG. 14 to 18 show further variants of turning and winding devices. The same details are denoted here by the same reference numbers with a corresponding index.
  • Fig. 14 - A funnel-shaped mouth 26d in the form of a conical flange 90h is placed on the end shoulder of the balloon limiter 14h.
  • the yarn 2 entrained by the working surface 44h expands from the circumferential contact point 47h into a rotating open loop 42 which is not radially delimited by any bodies and from which the yarn is drawn off and wound onto the sleeve 23h on the yarn winding 24h.
  • the funnel-shaped mouth 26i of the balloon limiter 14i extends into the limiting ring 28i.
  • the boundary wall 29i runs in the same direction as the axis 11 of the spindle 13i and delimits the direction-defining cavity 42i.
  • the yarn £ which is carried along by the working surface 44i, extends from the circumferential contact point 47i into the rotating open loop 42, which is radially delimited by the boundary wall 29i of the limiting ring 22i, the yarn £ from the rotating open loop 42 continuously withdrawn and wound onto the yarn winding 24i on the sleeve 23i.
  • the funnel-shaped mouth 26i is formed by a broken rotation wall 97j, the radial part 9Bj of which passes into the limiting ring 28j with the limiting wall 29j, which is co-current with the axis 12 of the spindle 13j. From the circumferential contact point 47j, the yarn £ expands into the rotating open loop 42, which extends radially from the boundary wall 29i of the boundary ring 22i. bounds, the yarn £ being continuously drawn off from the rotating open loop 42 and wound onto the yarn winding 24j of the sleeve 23j.
  • the shape of the broken wall of rotation 97j ensures that the upper branch of the rotating open loop 42 is in frictional contact with its inner surface.
  • the balloon limiter 14k merges directly into the funnel-shaped mouth 26k, which is formed by a conical flange 90k, which extends into the limiting ring 2.8k with the limiting wall 29k, which is synchronized with the axis 12 of the spindle 13k .
  • the yarn P carried along by the working surface 44k expands from the circumferential contact point 47k into the rotating open loop 42, which is radially delimited by the boundary wall 29k, the yarn £ being continuously drawn off and on from the rotating open loop 42 the yarn winding 24k of the sleeve 23k is wound up.
  • Fig. 18 The funnel-shaped mouth 261 in the form of a short flange 551 extends into the limiting ring 281 with the limiting wall 291, which is synchronized with the axis 12 of the spindle 131.
  • the boundary wall 291 is adjoined by the side wall 301. in the form of a concentric radial circular ring 911., which merges into a conically narrowing guide ring 941, which ends with the guide edge 951, which behind a not shown, by the Exit end 461 of the working surface 441, outside the short flange 551 level, is located.
  • the guide edge 221, which is located between the outlet end 641 and the boundary wall 291, extends into the boundary ring 281.
  • the yarn £ extends from the circumferential contact point 471 in the rotating open loop 42, which extends radially from the boundary wall 291 of the bed limit ring 281 is limited. From the rotating open loop 42, the yarn £ is continuously drawn off over the leading edge 951 and wound onto the yarn winding 241 of the sleeve 231.
  • n> n an open loop 48x is formed which overtakes the spindle 12a in its rotation. If the controllable friction effect between the boundary wall 29a and the rotating open loop 42 is decisive, conditions can be formed under which, with the given relation n pp to v , the rotating open loop 42 behind the Spindle 13a is delayed in its rotation. This state can be caused in any case when the boundary wall of the boundary ring does not move with the balloon limiter, as can be seen, for example, from FIGS. 7, 15 and 17.
  • This possibility relates to the function of the work units according to FIGS. 12 and 18.
  • FIG. 19 Another variant of the turning and winding device is shown in Fig. 19.
  • the funnel-shaped mouth 26m of the balloon limiter 14m. formed by the conical flange 90m P merges into a boundary ring 28m, the boundary wall 29m. through which a direction-defining cavity 42m is delimited, forms an obtuse angle with the inner wall of the conical flange 90m, so that the delimiting wall 29m is located diverging from the axis 12 of the spindle 13m.
  • the arrangement and positioning of the guide ring 94m with the guide edge 95m corresponds to the embodiment according to FIG. 12, so that the corresponding parts in FIG. 19 are identified by the same reference numbers with the index m.
  • the guide edge 95m of the guide ring 94m is in relation to the direction of movement of the yarn £ through the balloon limiter 14m in front of a plane (not shown) between the outlet end and the 46m 46m and the spindle 13a and protrudes into the limiting ring 28m.
  • the relationship A> B, C, D applies to work unit 3_m.
  • the yarn P fed over the working surface 44m expands from the circumferential contact point 47m into the rotating open loop 42, which is formed by the inner wall of the conical flange 90m and the boundary wall 29m of the boundary ring 28m.
  • the reversible branch of the rotating open loop 42 which is directed from the working surface 44m onto the sleeve 23m, drops continuously as the rotating open loop 42 expands until it touches the guide edge 95m of the guide ring 94m. As a result, this reversible branch is braked on the leading edge 95m and a corresponding section of the yarn £ is wound onto the sleeve 23m.
  • By shortening the rotating open loop 42 its reversible branch comes to a higher position, whereby the yarn winding is interrupted.
  • the work unit can work in different rotation regimes. It has proven to be advantageous if the revolutions of the balloon limiter 14m are somewhat higher than that of the spindle 13m, but they can possibly also be the same or moderately lower. However, the revolutions of the rotating open loop 42 are always lower than that of the spindle 13m. This means that the rotating open loop 42 is delayed in its rotation with respect to the spindle.
  • 20 and 21 show a variant of the turning and winding device 3JQ with the balloon limiter I4n f which is embodied by a hollow rotating body 5_2n, whose working surface 44n extends from the entry end 45n, which also defines the circumferential contact point 47n of the working surface 44n ⁇ det, expanded conically.
  • the outlet end 26n of the working surface 44n of the balloon limiter 14n extends into the Limiting ring 28n. which is formed in a body 99n fixed on a stationary ring bench 92n with a concentric opening 93n by means not shown.
  • the boundary wall 29n of the boundary ring 28n merges on the one hand via the functional recess 100n into the upper radial side wall 10n of the boundary ring 28n and on the other hand via the functional gap I02n into the guide edge 95n of the guide ring 94n embodied by the lower radial side wall.
  • this leading edge 94n is situated behind a plane (not shown) laid through the outlet end 46n, between the outlet end 46n and the boundary wall 29n.
  • the directional cavity 4.2n in the form of a radial column 43n is delimited by the delimitation wall 29n and the upper radial side wall lOln of the delimitation ring 28n on one side and the guide edge 95n of the guide ring 94n on the other side, in which the exit end 46n the working surface 44n is sufficient.
  • the guide ring 94n is for the purpose of setting the desired height of the radial column 43n. which ensures the steering of the yarn formed on the sleeve 23n, axially adjustable in the body 99n of the limiting ring 28n.
  • the guide ring 94n is screwed with its outer, threaded shoulder 103n into the thread 104n of the inner cylindrical recess 105n in the body 99n of the limiting ring 22 ll .
  • the cleaning openings 106n are arranged on the circumference of the upper side wall of the outer cylindrical shoulder I03n, the longitudinal axes (not shown) of which run parallel to the axis 12 of the spindle I3n.
  • the directional cavity 42n is by means of the functional gap 102n with the space I07n delimited by the upper side wall of the outer, threaded shoulder I03n of the guide ring. with the wall of the inner cylindrical recess IQ5n of the body 99n and with the rip connects pen-shaped termination 108n of the guide edge 95n of the guide ring 94n.
  • the direction of rotation of the spindle 13n is indicated by the arrow 41.
  • the relationship C ⁇ B, D applies to the turning and winding device 2 f i.
  • the inner wall 109n of the guide ring 94 ⁇ widens conically from the guide edge 95n. which facilitates the piecing process of the spinning unit.
  • the movement and guidance of the portion of the rotating open loop 42 in the radial gap 43p is positively revealed by accurately guiding the yarn £ onto the sleeve 24n.
  • the air flow through the radial gap 43n. caused by the movement of the yarn £ is intensely dampened by its walls. This has a positive effect on the shape of the rotating open loop 42, particularly in the area around its back bend 22.
  • the intensity of the force effect between the boundary wall 29n of the boundary ring 28n and the yarn £ lying thereon is also reduced.
  • the resultant reduction in force has the result of lowering the friction of the yarn £ and reduced wear of the end wall 29n.
  • the working unit can work in different rotation regimes.
  • the revolutions of the balloon limiter 14n are somewhat higher than that of the spindle U l i, they can possibly also be the same or a little lower.
  • the revolutions of the rotating open loop 42 are always lower than that of the spindle 13n f, which means that the rotating open loop 42, into which the yarn £ extends from the circumferential contact point 47n, rotates in relation to the spindle 13n late.
  • the cleaning openings I06n the continuous removal of dust and fiber residues arising during spinning is ensured during operation.
  • the impurities are removed from the radial gap 43n by means of the functional gap 102n. of the room 107n and the cleaning openings 106n in the outside environment.
  • the spinning regime can generally be changed by the choice of the revolutions of the balloon limiter, the spindle, possibly also the limiting ring and their mutual relations.
  • the variant is advantageous when the limiting ring is constructed as a static limiting ring, ie its revolutions are zero.
  • the regime of the revolutions has a significant influence on the formation of a rotating open loop which is delayed or advanced in relation to the spindle rotation.
  • the geometric arrangement of individual components and their surface finish also come into play.
  • the shape and diameter of the balloon limiter and the delimitation ring, possibly also the guide ring are concerned.
  • the character of the rotating open loop can also be influenced by the design and height of the directional cavity, if it is used in the work unit, by cleaning and ventilation openings.
  • the spinning regime for the production e.g. Cotton, synthetic or blended yarns of corresponding fineness are formed.
  • the described turning and winding devices are also suitable for twisting yarn.
  • the linear structure 110 from a supply spool III and the linear structure 112 from another supply spool 112 can here with the aid of means not shown in the direction of the arrows 114 and 115 to the tread rollers 2 of the drafting device 4 and from there into the turning and winding device 2 for the purpose of mutual connection into the twine.

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Abstract

Das Verfahren wird auf einer Arbeitseinheit durchgeführt, die eine angetriebene Spindel (13) und einen mit dieser konzentrischen, im gleichen Sinne wie die Spindel (13) angetriebenen und mit einer inneren Arbeitsoberfläche (44) versehenen Ballonbegrenzer (14) aufweist. Zwecks Erreichung der hohen Arbeitsgeschwindigkeit wird dem durch Arbeitsoberfläche (44) mitgenommenen und in der Richtung gegen die Hülse (23) auf der Spindel (13) laufenden Garn (P) immer zuerst durch das Zentrifugalverfahren die Form einer rotierenden offenen Schlinge (48) erteilt, von der das Garn (P) nachfolgend abgezogen und direkt auf die Hülse (23) aufgewickelt wird. Dabei kann diese rotierende offene Schlinge (48) durch einen rotierenden oder unbeweglichen Begrenzungsring (28) radial begrenzt werden.

Description

Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren und die Arbeitseinheit zur Durchführung des Verfahrens
Fachgebiet der Technik
Die Erfindung betrifft einerseits ein Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren auf einer Arbeitseinheit und an¬ dererseits eine Spindelspinn- oder Spindelzwirn-Arbeitsein¬ heit zur Durchführung dieses Verfahrens.
Stand der Technik Ziel der langjährigen entwicklungen des Spinnsystems auf dem Prinzip unbeweglicher fester Ballonbegrenzer - Ring und Läufer, war die Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit von Spindeln. Trotz erfolgreicher Beherrschung der Problematik Ringschmierung, Ring/Läufer-Material und -Form hat es sich nicht gelungen, die Spindeldrehzahlgrenze von 25 000 U.min-1 zu überwinden, die im wesentlichen auch Grenzwert des gegenwärtigen konventionellen Spinnens ist. Die Spindel¬ spinnentwicklung umfasst auch die Lösungen des mechanisch oder pneumatisch angetriebenen und 20 drehbar gelagerten Ringes, des pneumatischen Läuferantriebs usw. , die sich aber in der Praxis nicht ausdrucksvoll bemerkbar machten. In der Entwicklungsreihe sind auch ohne Läufer arbeitende Prinzipe einbegriffen. Das Garn wird auf die Spindelhülse über einen im äusseren festen Ring auf einem Luftkissen oder im 25 mag- netischen Feld beider Ringe drehbar gelagerten konzentri¬ schen Ring aufgewickelt. Besonders häufig sind die Lösungen von kontaktlosen Ringlagerungen im magnetischen Feld, zum Beispiel gemäß US P 5 109 659 und DE-OS 41 03 369.
Im Stand der Technik von letztgenannten Dokument ist es angeführt, daß die bekannten Lösungen auf dem Prinzip Spin¬ dellagerung im magnetischen Feld sich in der Praxis nicht bewährt haben, denn sie die Eliminierung von negativen Zug¬ krafteinwirkungen im Garn auf die Ringstabilität nicht er¬ möglichen. Gemäss der DE-OS 41 03 369 ist die stabile kon- zentrische Lage des in einem magnetischen Feld zwischen dem festen Aussen- und Innenring angeordneten Innenrings durch elektromagnetische Mittel gesichert, die elektronisch mit¬ tels eines am Umfang des Aussenringes angeordneten Fühler¬ systems elektrisch gesteuert sind. Die praktische Ausnutzung der ziemlich komplizierter Systeme mit dem magnetisch gela- gerten Ring ist bisher nicht bekannt.
Bekannt ist auch Verwendung eines im Sinne der Spindel- rotation angetriebenen Ballonbegrenzers, der auch einen Ring mit dem Läufer oder einen äquivalenten Massenteil für die Garnkraftkontrolle vor der GarnaufWicklung auf die Spindel- hülse trägt. Dieses System ist Erfindungsgegenstand der DE-OS 31 40 422 und US P 2 833 111 sowie vor allem der EP-A2 496 114, deren spezifische Ausführung wesentliche Er¬ höhung der Spindelarbeitsgeschwindigkeit über die Grenze von 25 000 U.min-1 ermöglicht. Die Drehzahlen der Spinneinheit, z.B. gemäß der EP-A2 496 114, sind aber durch eine physikale Barriere begrenzt, die besteht darin, daß die Masse des Läu¬ fers oder eines äquivalenten Mittels bei extremer Produkti¬ onsgeschwindigkeit von Spindeln hohe DehnungsSpannung bil¬ det, die den Spinnprozessverlauf sowie die Gebrauchseigen- schatten des ausgesponnenen Garnes negativ beeinflußt. Während des Betriebs kommt es gleichzeitig zum starken Läu¬ ferverschleiß durch den Kontakt mit dem schnellaufenden, stark gespannten Garn. Deshalb ist es notwendig, daß der Läufer aus einem sehr reibfesten Material hergestellt und zugleich zwecks Überwindung der Ziehkräfte im Garn formfest war. Diese beide Bedingungen können nur' durch Verwendung von Materialien mit größerer Dichte erfüllt werden, die andere- rerseits aber ihre höhere spezifische Masse zur Folge hat. Die Läufermasse, wie schon angeführt wurde, bewirkt uner- wünschte Spannungserhöhung im ausgesponnenen Garn bei stei¬ genden Drehzahlen des zusammen mit dem Läufer rotierenden Ballonbegrenzers.
Aus dem Stand der Technik geht hervor, daß die Arbeits¬ einheiten die Dreh- und Aufwickeleinrichtungen mit . der Kraftkontrolle des Garnes vor der Garnaufwicklung auf die Spindelhülse beinhalten. Beim System Spindel - unbeweglicher Ballonbegrenzer und fester oder drehbarer Ring mit dem Läu¬ fer wird die Kraftkontrolle durch den Läufer gebildet, beim System Spindel - unbeweglicher Ballonbegrenzer und ein Paar konzentrischer Ringe, von denen der innere Ring im magneti- sehen Feld oder auf dem Luftkissen "schwimmt", wird die Kraftkontrolle durch den inneren Ring und beim System Spin¬ del - angetriebener Ballonbegrenzer, der als Träger des Ring/Läufer-Systems oder eines anderen, funktionell gleich¬ wertigen Mittels dient, wird die Kraftkontrolle durch den Läufer oder einen anderen funktionell gleichwertigen Mittel gebildet.
Oben beschriebener Stand der Technik bezieht sich im wesentlichen auch auf das Gebiet Spindelzwirnverfahren.
Erklärung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, das Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren mit zwangsläufig angetriebenem Ballon¬ begrenzer zu vereinfachen, so daß die durch Verwendung des Massenkraftmittels für die Garnkontrolle vor der Garnauf- wicklung auf die Spindelhülse hervorgerufenen oben angeführ¬ ten Probleme verläßlich eliminiert werden können und dadurch unter Sicherstellung des zulässigen Zugkraftniveaus im Garn die Herstellung eines Qualitätsringspinn- oder -ringzwirn- garnes auch bei extrem hohen Spindelbetriebsdrehzahlen er- möglicht wird. Aufgabe der Erfindung ist es auch, die Ar¬ beitseinheit zur Durchführung dieses Verfahrens zu bilden.
Die erste Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale und die zweite Aufgabe durch die im Pa¬ tentanspruch 13 angegebenen Merkmale gelöst. Aus diesen Merkmalen ist offensichtlich, daß der Lö¬ sungsprinzip darin besteht, daß sich das durch die Arbeits- oberfläche mitgenommene Garn durch die Zentrifugalkraft von dieser Arbeitsoberfläche in eine ritierende offene Schlinge ausdehnt, in die dann daε Garn kontinuierlich durch diese Schlinge selbst zugeführt und von der dann das Garn durch relative Bewegung dieser Schlinge gegenüber der rotierenden Spindel kontinuierlich abgezogen und auf die Hülse aufgewic¬ kelt wird.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Dreh- und Aufwickeleinrichtung ohne relativ schweren Läufer oder dem Läufer ähnliches Führungsmittel für die Kraftkontrolle des Garnes vor seiner Aufwickelung auf die Spindelhülse arbeitet, was erhebliche Erhöhung der Spin¬ delarbeitsgeschwindigkeit ermöglicht.
Die rotierende offene Schlinge, von der das Garn konti- nuierlich abgezogen und auf die Spindelhülse aufgewickelt wird, wird entweder radial begrenzt und eventuell auch räum¬ lich geformt oder rotiert im freien Raum.
Die Lösung ermöglicht nicht nur unterschiedliche son¬ dern auch gleiche Spindel- und Ballonbegrenzerdrehzahl zu wählen.
Das selbstregelnde Spinn- oder Zwirnsystem gemäß Erfin¬ dung ermöglicht die Qualitätsringspinngarne oder Qualitäts¬ zwirne mit extrem hoher Produktionsgeschwindigkeit herzu¬ stellen. In den Unteransprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes angegeben.
Übersicht der Abbildungen in den Zeichnungen
Kennzeichen der Erfindung und weitere Kennzeichen und Vorteile der Regelung gemäß der Erfindung lassen sich der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen entnehmen. Es zeigen:
Fig. l die komplette Arbeitseinheit mit der Dreh- und Auf- wickeleinrichtung in Axialschnitt, in der Seitenansicht, Fig. 2 die Dreh- und Auwickeleinrichtung gemäß Fig. 1 in teilweisen, in Teilanεicht,
Fig. 3 die vergrößerte Teilansicht des Unterteiles des Bal¬ lonbegrenzers gemäß Fig. 2, im Axialschnitt, Fig. 4 Schnitt in der Ebene IV-IV aus Fig. 3, Fig. 5 die Arbeitseinheit in Teilansicht, von der Seite mit einer Variante der Dreh- und AufWickeleinrichtung in Axial- schnitt,
Fig. 6 Schnitt in der Ebene VI-VI aus Fig. 5, Fig. 7 eine Variante der Dreh- und AufWickeleinrichtung in teilweisen Axialschnitt, in Teilansicht, Fig. 8 Schnitt gemäß Ebene VIII-VIII aus Fig. 7,
Fig. 9 die Arbeitseinheit in Teilansicht, von der Seite mit einer Variante der Dreh- und AufWickeleinrichtung in teil- weisen Axialschnitt,
Fig. 10 bis 12 die Varianten von Dreh- und Aufwickeleinrich- tungen in teilweisen Axialschnitt, in Teilansicht,
Fig. 13 eine Variante der Dreh- und AufWickeleinrichtung in teilweisen Axialschnitt, im räumlicher Ansicht, Fig. 14 bis 20 weitere Varianten von Dreh- und AufWickelein¬ richtungen in Axialschnitt, in Teilansicht, und Fig. 21 Schnitt gemäß Ebene XXI-XXI aus Fig. 20.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
In Fig. l ist die komplette Arbeitseinheit für das Spindelspinnen, angeordnet am Rahmen I der Spinnmaschine, deren grundlegenden Konstruktionsgruppen die Zuführeinrich¬ tung 2 des Fasergebildes und die Dreh- und Aufwickeleinrich¬ tung 3_ mit einer vorgeschalteten Kontrollstelle des Anfangs der Bildung des Garnballons bilden. Die Zuführeinrichtung 2 wird bei der Arbeitseinheit für das Spindelspinnen verkör- pert durch die übliche Verzugseinrichtung 4. mit den Aus- trittswalzen 5_.
Die Verzugseinrichtung 4. ist in den verschidensten Aus¬ führungen bekannt vom Spindel- oder Düsenspinnen und aus weiteren Spinnsystemen, sodaß sie nicht näher beschreiben wird. Der Zweck der Verzugseinrichtung ist es, das vorgeleg¬ te Faserband oder das Vorgespinst so zu verarbeiten, daß am Austritt aus der Verzugseinrichtung ein Faserbändchen zur Verfügung steht, dessen Längenwichte der Längenwichte des gesponnenen Garnes £ entspricht. Über der Verzugseinrichtung 4. ist am Halter 6_, einstellbar an der vertikalen Stange 1, l eine Vorgespinstspule £ angebracht, von der sich das Vorge¬ spinst 2. abwickelt, das über eine Führung 1£ in die Vorzugs¬ einrichtung 4. zugeführt wird. An der rechten Seite der Fig. 1 ist strichliert eine Alternative Anordnung der Versorgung der Verzugseinrichtung 4, mit dem, aus Kanne 12 abgezogenen 5 Faserband 11 angezeigt.
Dreh- und AufWickeleinrichtung 2 (Fig. l, 2) besteht aus der Spindel 12. und dem konzentrisch zur Spindel 13_ ange¬ ordneten Ballonbegrenzer 14.. Der Verzugseinrichtung 4. ist eine Kontrollstelle 15. des Anfangs der Bildung des Garnbai- 0 Ions lf. des gebildeten Garnes £ zugeordnet. Diese Kontroll¬ stelle ist an der Oberfläche wenigstens einer der Austritts¬ walzen 5. der Verzugseinrichtung 4_ als Kontrollberührung des Garnes mit der entsprechenden Austrittswalze oder den Aus¬ trittswalzen 5_ angebracht. Die Folge der Anordnung der Kont- 5 rollstelle 15. im Bereich des Zusammendruckes der Austritt¬ swalzen 5_ ist die spezifische Lage der eingezeichneten Längsachse der Verzugseinrichtung 4 zur Achse 12 der Spindel 13., die es ermöglicht, daß das gebildete Garn P, ohne übliche Führung, aus Verzugseinrichtung 4, direkt in die 0 Dreh- und AufWickeleinrichtung, austritt.
Der Antriebselektromotor 18. der Spindel 12 ist an der Spindelbank 12 angebracht, die mittels der Büchse 2ώ ver¬ schiebbar an der vertikalen Führungsstange 21 angebracht ist, die Bestandteil der bekannten, nicht eingezeichneten 5 Einrichtung zur Hervorrufung der programmgesteuerten, verti¬ kalen Rückbewegung der Spindel 12 im Sinne des Doppelfeiles 22 ist. Die Spindel 12 kann alternativ auch mit anderen üblichen Antriebsmitteln betrieben werden, zum Beispiel mit einer Riemenübertragung. 0 Auf die Spindel 12 wird eine Hülse 22 (Fig. 2) für die Garnwicklung 21 aufgesetzt. Das Programm der Bewegung der Spindelbank 12. im Sinne des Doppelfeiles 22 wird durch die Wahl der Garnwicklung 24. bestimmt. Bei einer alternativen, nicht eingezeichneten, kinematisch umgekehrten Anordnung der 5 Spindel 12 und des Ballonbegrenzers 14, ist die Spindel am l Rahmen l unbeweglich befestigt, während der Ballonbegrenzer 14 eine wertikale Bewegung entlang der Spindel 12 ausführt.
Der Ballonbegrenzer 14 wird zum Beispiel aus einen hoh¬ len Zylinder 23. gebildet, der an der, von der Kontrollstelle 15. abgewendeten Seite eine trichterförmige Mündung 2f_ in 5 Form eines radialen Flansches 22 hat. Der Ballonbegrenzer 14 , resp. die trichterförmige Mündung 2£ geht in einen zur Achse 12 der Spindel 12 konzentrischen Begrenzungsring 28 über, der auf seiner Innenseite eine Begrenzungswand 29, vorteilhafterweise mit konkavem Profil, trägt. Diese Begren- 0 zungswand 22. geht in die Seitenwand 22. über, die im Grunde parallel ist mit dem radialen Flansch 21/ der die Öffnung für den Durchgang der Spindel 12 und der Hülse 22. mit der Garnwicklung 24 (Fig. 2, 3) festlegt.
Der Zylinder 23. ist drehbar angebracht auf aerostati- sehen oder Walzenlagern 22. in einer zweiteiligen Büchse 22, deren Flansch 24 mit nicht eingezeichneten Vorrichtungen an der Bank 25. befestigt ist, die mittels nicht eingezeichneten Vorrichtungen am Rahmen 1 der Arbeitseinheit befestigt ist. Der Ballonbegrenzer 14, der durch die konzentrische Öffnung 3_£ der Bank 23. durchgeht, wird durch den Riemen 22 von dem, am Rahmen befestigten Elektromotor 2£ angetrieben (Fig. 1) . Die zweiteilige Büchse 22. hat einen innere radiale Rille 22. mit einere nicht eingezeichneten radialen Öffnung zum Ein¬ tritt und Austritt des Riemens 22- Die Rotation des Ballon- begrenzers 14. im Sinne des Pfeiles 4J) ist gleichläufig mit der Rotation der Spindel 12 im Sinne des Pfeiles 41. Der Zy¬ linder 25. kann gegebenfalls als Rotor des Antriebselektromo¬ tors hergestellt werden oder er kann durch eine angetriebene Reibungsrolle u.a. angetrieben werden. Der Begrenzungsring 2SL, die trichterförmige Mündung 2£. des Ballonbegrenzers 14 und die Seitenwand 20. begrenzen den richtunggebenden Hohl¬ raum 42, der die Form eines radialen Spaltes 42 (Fig. 2, 3) hat. Der Zweck des richtunggebenden Hohlraums 42 wird noch erklärt werden. Der Ballonbegrenzer 14 hat eine innere Arbeitsoberflä- ehe 44. für den Kontakt mit dem Garn £, der sich zwischen dem Eintrittsende 45_ und dem Austrittsende 4£ (Fig. 2) verwirk¬ licht. Die Arbeitsoberfläche 44. ist der Teil der Oberfläche des Hohlraumes des Ballonbegrenzers 14, gegen die das gebil¬ dete Garn durch die Fliehkraft gedrückt wird und mit der di- eses Garn mitgenommen wird. Das Austrittsende 4.5. ist an der Arbeitsoberfläche 44. in dem größten Durchmesser der Begren¬ zungswand 21 situiert (Fig. 2, 3) . Für den Zweck der Erfin¬ dung sind auch andere Formen der Arbeitsoberfläche 44. im zy¬ lindrischen Teil des Ballonbegrenzers 14 geeignet. Zum Bei- spiel: die Arbeitsoberfläche ist im Mittelteil zu einer Muf¬ fe geformt, die sich in der Richtung zum Eintrittsende auf einer Seite und zum Austrittsende auf der anderen Seite ke¬ gelförmig erweitert.
Der Zylinder 25 ist vorteihafterweise dünnwandig und aus einer leichten Metallegierung oder aus einem Komposit hergestellt. Es ist wünschenswert, daß die Arbeitsoberfläche 44 eine Schichte eines geeigneten Materiales zur Gewährleis¬ tung einer niedrigen Reibung gegenüber dem gar hat und daß sie eine hohe Wiederstandsfähigkeit gegen Abnutzung auf- weist. Die Arbeitsoberfläche kann gegebenenfalls zur Herab¬ setzung der Reibungseigenschaften gegenüber dem Garm mit ei¬ ner Rille oder einer Formrippe zur Bildung von Ventilations- wirkungen versehen werden, die den direkten Kontakt des Gar¬ nes mit der Arbeitsoberfläche des Ballonbegrenzers zweckmä- ßig herabsetzen, allerdings unter der Bedingung, daß die Ar¬ beitsoberfläche im Stande ist, das Garn, das sie durchläuft, zu transportieren.
An der Arbeitsoberfläche 44. ist eine Umfangsanlaufstel¬ le 42, zum Übergang des Garnes P aus der Arbeitsoberfläche 44. in die rotierende offene Schlinge 4£, abgegrenzt, die durch die Fliehkraft gebildet wird, wie noch weiter erklärt werden wird. Im Ausführungsbeispiel auf der Fig. 3 ist die Umfangsanlaufstelle 42 im Übergangsbereich des Hohlraums von Zylinder 25 in die trichterförmige Mündung 2£ situiert, der den kleinsten Durchmesser der Arbeitsoberfläche 44 des Bai- lonbegrenzers 14 bildet. Diese Unfangsanlaufstelle kann in einem anderen Fall, zum Beispiel bei der Durchführung der Arbeitsoberfläche mit radialen Rippen (nicht eingezeichnet) , im letzten kleisten Durchmesser der Arbeitsoberfläche 44., im Bewegungssinne des Garnes £ durch den Ballonbegrenzer 14 hindurch, situiert werden. Die radiale Entfernung A. der Um- fangsanlaufstelle 42. von der Achse 12 der Spindel 12 ist ge¬ ringer als die radiale Entfernung £ der Begrenzungswand 22. des Begrenzungsringes 22. von der Achse 12 der Spindel 12, wobei diese radiale Entfernung £ gleich der radialen Entfer- nung £ des Austrittsendes 4& von der Achse H der Spindel 13 ist (Fig. 3, 4) . In den Fig. 3 und 4 ist der Begrenzungs- ring 2£ mit radialen oder tangentialen Ventilationsöffnungen 49 abgebildet (wegen einer Vereinfachung der Fig. ist nur eine Ventilationsöffnung 42 eingezeichnet) , deren Zweck noch erklärt werden wird. Der Sinn der Rotation der Spindel 13 und deε Ballonbegrenzers 14 gemäß der Pfeile 4H, 41 ist grundsätzlich gleichlaufend.
Während die Arbeitsoberfläche 14 mit den Umdrehungen n rotiert, rotiert die Spindel 12 zum Beispiel nur mit den Umdrehungen nv < n . Es ist daher wichtig, daß bei Betrieb die Bewegung des Ballonbegrenzers 14 gegenüber der Rotation der Spindel 12 stets gebunden ist an eine konstante höhere Winkelgeschwindigkeit des Ballonbegrenzers 14 mittels be¬ kannter mechanischer, elektromechanischer oder elektroni- scher Bindungen, je nachdem, welcher Antrieb der Spindel 13 und des Ballonbegrenzers 14 verwendet wird.
Oben ist es angeführt, daß der Ballonbegrenzers 14 in den Begrenzungsring 22 übergeht. Laut der Anspruchsfassung 15 schließt an der Ballonbegrenzer 14, im Bewegungssinne des Garnes £ durch den Ballonbegrenzer 14 hindurch, ein lagesta¬ biler und mit der Spindel 12 konzentrischer Begrenzungsring 28 an. Das Wort "anschließt" bedeutet, daß der Begrenzungs- ring 28. entweder beweglich mit dem Ballonbegrenzer 14 ver¬ bindet ist, wie aus der Fig. l bis 3 hervorgeht, oder selb- ständig und das entweder fest oder beweglich mit eigenem An- trieb, wie noch weiter angeführt werden wird, angeordnet ist.
Die Arbeitseinheit gemäß Fig. 1 bis 4 arbeitet folgen¬ dermaßen:
Das Fasergebilde durchläuft während des Spinnprozesses drei Phasen der Veränderung. Im Abschnitt zwischen der Ver¬ zugseinrichtung 4 und dem Austrittsende 46. der Arbeitsober¬ fläche 44. wird des "Garn gebildet", im Abschnitt zwischen dem Austrittsende 4£ der Arbeitsoberfläche 44. und der Hülse 22 wird das "Garn umgeformt" und auf der Hülse 22 ist das "resultierende Garn" . Zur Vereinfachung der Beschreibung, sofern es nicht notwendig ist, wird der Ausdruck "Garn" ver¬ wendet.
Aus der Verzugseinrichtung 4, in die das, von von der Vorlage-Gespinnstspule 2 abgewickelte Vorgespinst 2 zuge- führt wird, tritt ein Faserbändchen mit dem Längengewicht des resultierenden garnes aus. Das Fasergebilde wird unmit¬ telbar nach der Klemmstelle der Austrittswalzen 5 von Ver¬ zugseinrichtung 4 durch Drehugen verfestigt, die dem Faser¬ gebilde einerseits durch die Wirkung der Drehung des Anfangs des Garnes P auf der Hülse 22 durch die Umdrehungen der Spindel und andererseits durch zusätzliche Drehungen, her¬ vorgerufen durch die Umdrehungen der Arbeitsoberfläche 44., über die sich das, von ihr transportierte Garn £ bewegt, er¬ teilt werden. Eine Folge der Umdrehungsbeziehung der Spindel 12 und des Ballonbegrenzers 14 ist ein höherer Drall in dem Garn £, in seinem Abschnitt zwischen der Klemmstelle der Austrittswalzen 5 und dem Austrittsende 4£ der Arbeitsober¬ fläche 44, (Fig. 2) . Der Anfang deε erwähnten Garnabschnittes ist nicht direkt in der Klemmstelle der Austrittswalzen 5, denn aus dieser Klemmstelle tritt ein Faserbändchen aus, das durch die Drehung in das sogenannte Dehungsdreieck eingezo¬ gen wird, dessen Scheitelpunkt die tatsächliche Stelle des Anfangs des gebildeten Garnballons ist. Zur Vereinfachung kann dieser kleine Teil der Länge im angeführten Garnab- schnitt vernachläsεigt werden. Nach der Unfangsanlaufstelle 42 dehnt sich das rotie¬ rende Garn, infolge der Wirkumng des Gleichgewichtes zwi¬ schen der Fliehkraft, hervorgerufen durch das Gewicht des Garnes, der Reaktionsreibungskraft des Garnes bei seiner Be¬ wegung über die Arbeitsoberfläche 44. und der Reaktionsauf- wickelungskraft, in die rotierende offene Schlinge 42 aus und tritt in den Radialspalt 42. ein, in dem es radial ein¬ gegrenzt wird durch die Begrenzungswand 22 des Begrenzungs- ringes 22, über die sich die Rückbiegung 52 der rotierenden offenen Schlinge 48. bewegt. Durch den Anfang der rotierenden offenen Schlinge 42 wird die soeben erwähnte Umfangsanlauf¬ stelle 4J abgegrenzt. Die Ausdehnung, resp. Formgebung der rotierenden offenen Schlinge 42 wird gewissermaßen auch durch das pneumatische Regime in ihrer Bildungsstelle beein¬ flußt. Da dieses pneumatische Regime für die Bildung der ro- tierenden offenen Schlinge unwesentlich ist, wird es in der Beschreibung nicht näher erklärt.
Die radiale Entfernung p_ der Rückbiegung 52 der rotie¬ renden offenen Schlinge 42 von der Achse 12 der Spindel 13. die größer ist als die radiale Entfernung A., wirkt als Regu- lator der Fliehkraft, durch deren Interaktion sich die ro¬ tierende offene Schlinge 42 bildet. Bei einer radialen Be¬ grenzung der rotierenden offenen Schlinge 42 verlaufen fol¬ gende physikalische Prozesse.
Am Anfang der Bildung der rotierenden offenen Schlinge 42 rotiert diese frei im Raum der radialen Spaltes 42- In¬ folge der überwiegenden Größe der Komponente der inneren Kraft im Garn, die in die tangentiale Richtung zum Umfang der Arbeitsoberfläche 44 gerichtet ist, über die, in diesel¬ be Tangente gerichtete Reaktionsreibungskraft, verschiebt sich das Garn £ entlang des Umfangs der Abeitsobrflache 44 gegen die Richtung seiner Rotation. Inzwischen vergrößert sich die rotierende offene Schlinge 42 allmählich, infolge der überwiegenden inneren Kraft des Garnes über die Resul¬ tierende der auf das über die Arbeitsoberfläche 44 gleitende Garn einwirkenden Kräfte, bis zu dem Augenblick, in dem ihre Rückbiegung 52 in Kontakt mit der Begrenzungswand 22 des Begrenzungsringes 23. kommt. Sowie es zum ersten Kontakt des Garnes mit der erwähnten Wand kommt, wird das Garn in seiner Rückbiegung 52 der rotierenden offen Schlinge 42 im Sinne der Rotation der Arbeitsoberfläche 44 mitgerissen, was eine Aufwickelung des umfangsentεprechenden Elementarteilleε des Garnes auf die Hülse 22 und eine entsprechende elementare Verkleinerung der rotierenden offenen Schlinge 42 zur Folge hat. Dadurch wird der Kontakt des Garnes mit der Begren¬ zungswand 22 begrenzt. Es iεt also klar, daß sich ein Prin- zip der Regulierung der Radialentfernung der Rückbiegung 52 der rotierenden offenen Schlinge 42 von der Achse 12 der Spindel 12 und daher eine Regulierung der AuwickelVerhält¬ nisse für das Garn P auf dieHülse 22 bildet. Im Radialspalt 43, in dem sich das Garn £ zwecks richtigen Einführung auf die Hülse 22 in die rotierende offene Schlinge 42 zu formen beginnt, verändert sich das ursprünglich höher gedrehte Garn so, daß der ursprünglich überschüεεige Drall verloren geht. Der Abschnitt des umgeformten Garnes beginnt zwischen dem Austrittsende 4£ und der Hülse 22, auf die das resultierende Garn £ mit dem gewünschten Drall Z. aufgewickelt wird. Es ist daher sowohl das gebildete als auch daε umgeformte Garn £ durch den zusätzlichen Drall mehr verfestigt, was zur Er¬ zielung einer sehr hohen Produktivität des Garnes genutzt wird. Diese Produktivität kann bedeutend höher sein als bei der Spitzenproduktivitäten des Spinnes nach dem Ringsyεtem und es ist daher klar, daß die Spindel extrem hohe Umdrehun¬ gen haben kann, wobei daε resultierende Garn den Charakter deε klasischen Ringgarnes und sogar auch weitere Vorteile in der Oberflächemstruktur hat, wie noch erwähnt werden wird. Der Zweck des riehtinggebenden Hohlraums 42, vor allem des radialen Spaltes 42, ist Orientierung der rotierenden offenen Schlinge 42 für die Aufwickelung des Garnes £ auf die Hülse 22-
Beim Anlaufen der Dreh- und AufWickeleinrichtung 2 bil- det sich durch den Einfluß der Fliehkräfte, hervorgerufen durch die Masse des Garnes, die rotierende offene Schlinge 48, die das, durch die Verzugseinrichtung 4 gelieferte Fa¬ sergebilde verbraucht und sie erweitert sich immer mehr und ihre Rückbiegung 22 entfernt sich von der Achse 12 der Spin¬ del 12- In dieser ersten Phase wieckelt sich das Garn noch nicht auf die Hülse 22 auf. Die rotierende offene Schlinge 48 und die Spindel 12 rotieren in gleichlaufenden Umdrehun¬ gen, wobei zwischen dem Garn £ und der Arbeitsoberfläche 44 ein Radialschlupf stattfindet, der den Unterschied in der Umdrehungszahl zwischen der Spindel 12 und der Arbeitsober- fläche 44 ausgleicht. Mit der wachsenden Entfernung der Rückbiegung 52 der rotierenden offenen Schlinge 42 von der Achse 12 kommte es je nach Umdrehungsverhältnis des Ballon¬ begrenzers 14 und der Spindel 12 entweder zu einem allmäh¬ lichen oder sprunghaften Anwachsen der Reibungskräfte, die das Garn £ auf die Hülse 22 so aufzuwickeln versuchen, daß die rotierende offene Schlinge 48x bei einem Verhältnis von n > n , strichpunktiert eingezeichnet, die Spindel über¬ holt und daß sich umgekehrt die rotierende offene Schlinge 48y - bei einem Verhältnis von npp < n*v hinter der Sp■*-indel 1——2 verspätet (Fig. 4) .
Bei dieser zweiten Phase wickelt sich das Garn £ auf die Hülse 22 auf und der Schlupf zwischen dem Garn und der Arbeitsoberfläche 44. vekleinert sich. Der Spinnprozess wird durch ein εchnelles Abwechseln oder einem kontinuierlichen Durchdringen der beiden angeführten Phasen gesteuert. Bei beiden Geschwindigkeitregimen n > n und n < n ist es notwendig, daß die Zugkraft im Garn einen bestimmten Wert hat, und das keinen zu geringen, wo sich der Prozeß des Auf- füllens der rotierenden offenen Schlinge 42 mit Garn nicht vollziehen könnte, aber auch keinen zu großem, daß die Zug¬ spannung im Garn keine Garnverstreckung bei der Ganrumfor¬ mung und dadurch keinen Verlust der für folgende Verarbei- tungεεtufen notwendigen Garndehnung verurεachen würde.
Die unterεchiedliche Form der vorlaufenden oder sich verspätenden rotierenden offenen Schlinge 42 wird überwie- gend durch das Verhältnis der Reibungεkräfte bestimmt, die auf die rotierende offene Schlinge 42 einwirken. Ihre form wird teilweise auch durch andere Faktoren, wie den Unter¬ schied zwischen den Geschwindigkeiten der Spindel 12 und des Ballonbegrenzers 14, die Form der Arbeitsoberfläche 44. usw., beeinflußt. Der grundcharakter der rotierenden offenen Schlinge 42 bleib jedoch erhalten.
Aus dem Obenangeführten geht hervor, daß die rotierende offene Schlinge 42 selbst ein Kraftkontrollmittel bildet, das auf das Garn £ vor seinem Aufwickeln auf die Hülse 22 der Spindel 12 einwirkt.
Die Wahl der Anzahl der Umdrehungen n gegenüber nv, ist bei einem Verhältnis von n > n abhängig von der tech- nologischen Praxis bei dem Spinnen von verschiedenen Fein¬ heiten des Garnes und von den Anforderungen an die resultie- renden Dralleigenschaften des Garnes.
Voraussetzung dafür, daß der Spinnprozeß bei einem günstigen Verhältnis von n > nv noch zufriedenstellend verläuft, ist, daß die Umdrehungen n wenigstens den Wert von der Beziehung n = n z . o Λ hat, wobei
0 der minimale Umfang einer Garnwickldung 24 auf der Hülse 22 bedeutet, oder mit anderen Worten, der kleins¬ te Umfang der der Hülse 22 in dem, zum Aufwickeln des Garnes bestimmten Bereich, und
Z bedeutet die Anzahl der Drehungen die in eine Längen¬ einheit des Garneε eingebracht wird.
Im Extremfall des Verhältnisses von n > n liegen die relativen Umdrehungen nr der rotierenden offenen Schlinge 48 gegenüber der Arbeitsoberfläche 44. im Intervall von 0 bis n. Es gilt wobei die Beziehung
0 der größte Umfang einer Garnwicklung 24 des Garnes auf der Hülse 22 bedeutet.
Aus dem angeführten geht hervor, daß es auch bei einem Grenzensfall des gewählten Verhältnisses, nähmlich einem mi¬ nimalen Unterschied zwischen n und nv, praktisch im gesam¬ ten Prozeß der Entstehung der Garnwicklung 24 auf der Hülse 22> besonders einer kegelförmigen, zu einer relativen Bewe¬ gung der rotierenden offenen Schlinge 42 gegenüber der Ar¬ beitsoberfläche 44. kommt.
Die relative Bewegung der rotierenden offenen Schlinge 48 wird auch von einer relativen Bewegung des gebildeten Garnes P nicht nur quer über die Arbeitsoberflache 44 von ihrem Eintrittsende 45. zu ihrem Austrittεende 46., sondern auch von relativen Bewegung entlang des Umfanges der Ar¬ beitsoberflache 44, begleitet, wobei diese Bewegung auf das gebildete Garn positiv einwirkt. Die Umfangsbewegung des ge- bildeten Garnes setzt seine Kontaktberührung mit der Ar¬ beitsoberfläche 44 herab und dadurch wird auch daε Niveau der Reaktionsreibungskraft, die gegen die Bewegung des gezo¬ genen Garnes quer über die Arbeitsoberfläche 44. wirkt, her¬ abgesetzt. Die Umfangsbewegung rundet gleichzeitig die Ober- fläche des Garnes ab und setzt dadurch zweckmäßig seine Haarigkeit herab.
Unter geviessen Bedingungen, besonderε bei einem größe¬ ren gewählten Unterschied zwischen n JPJ? und nv kommt es auch zu einem teilweisen Rollen des gebildeten Garnes, das es noch zusätzlich vorübergehend verfestigt, besonders in sei¬ nem Abschnitt zwischen der Kontrollstelle 15 und der Be¬ grenzungswand 22 des Begrenzungsringes 23. - Das Garn in der rotierenden offenen Schlinge 42 kommt jedoch nicht in inten¬ sive mechanische Kontakte, sodaß es zu kleiner Bündelbildung der Oberflächenfasern des Garnes kommt, die sonεt zu einer höheren unerwünschten Steifheit des Garnes führen würde.
Zweck der Ventilationsöffnungen 42 in der Begrenzungs¬ wand 22 des Begrenzungsringes 23. ist eine kontinuierliche Reinigung des Radialspaltes 42 von Resten freier Fasern und anderen Verunreinigungen, die in dieesen Raum beim Spinnpro- zeß eingetragen werden. Gleichzeitig bilden diese Ventilati¬ onsöffnungen eine zusätzliche Luftströmung in der Radial- spalte 42, die zweckmäßig einer Ausdehnung des Garnes in die rotierende offene Schlinge 42 unterstützt.
Für die Operation des Einspinnens iεt die Arbeitsein- heit (Fig.l) mit einem umklappbaren Saugεtutzen 51 und einer nicht eingezeichneten Vorrichtung zur Abεicherung und Ent- εicherung deε Gehäuεeε 22 an der Führungεεtange 21 und mit einer schwenkbaren Anordnung der Spindelbank 12 ausgeεtat- tet. Nach Anhalten des Ballonbegrenzers 14 und der Spindel 12, wird die Spindelbank 12 mit den Spindeln 12 in die strichlierte untere Lage weggeklappt. Die Bedienung such auf der Hülse 22. das Ende des Garnes £ und fädelt die notwendige Länge des Garnes, zum Beispiel mit einer Einfädelnadel, durch den Ballonbegrenzer 14 durch. Die Länge des durchge- fädelten Garnes wir bei der Bewegung der Spindelbank 12 in die Arbeitsstellung so zugerichtet, daß sie im Abschnitt der Garnbildung etwas loser ist, zum Ausgleich der, auf das Garn einwirkenden Kräfte, da das Garn im Augenblick des Einspin¬ nens nicht durch eine Überzahl an Drehungen verfestitgt ist. Über die ganze Zeit dieser Manipulationen wird das Faserband von den Austrittwalzen 2 der Verzugseinrichtung 4. vom Saug¬ stutzen 21, der in Arbeitsstellung geklappt wurde (Fig. 1) , in eine nicht eingezeichneten Vorratsbehalter für recyklier- tes Fasermaterial abgesaugt. Nach dem üblichen Anschluß des Garnes an das austretende Band, beginnt der Spinnprozeß durch Anlaufen der Glieder der Dreh- und Aufwickeleinrich- tung 2, bei einem Verhältnis von npp > nv. Das losere Garn im Abschnitt seiner Bildung iεt beim Anlaufen sowohl der Ar¬ beitsoberfläche 44., als auch der Spindel 12, nicht stadard- mäßig zugbelastet, was infolge des Übergewichtes der, auf das Garn wirkenden Fliehkraft über die Reibungskraft zwi¬ schen dem entstehenden Garn und der Arbeitsoberfläche, er¬ möglicht, den Anfang einer rotierenden offenen Schlinge 42 im Radialspalt 42, bei gleichzeitiger Bildung eines Vorrates an neu gebildeten und umgeformten Garn zu bilden. Der ange- führte Vorgang gilt auch bei der Beεeitigung eineε Garn¬ bruchs.
Für die Automatisierung der Verrichtungen des Spinnpro- zeßes kann die Maschine mit bekannten Arbeitsmitteln zum programmierten Steuern der Vorrichtungen, mit gesteuerten Fühlern von Garnbrüchen an den Arbeitseinheiten, eines ein¬ zelnen oder eines gemeinsamen Einspinnprozesseε und zur Be¬ seitigung von Garnbrüchen ausgestattet werden.
Die Bezugszeichen £, B, £, D, die die Radialentfernung der Umfangsanlaufεtelle 42 (h) , der Begrenzungεwand 22 (£) , des Austrittεendeε 4£ (£) und der Rückbiegung 5_0 der rotie¬ renden offenen Schlinge 42 (D) von der Achse 12 der Spindel 12 bedeuten, sind in Fig. 3 und 4 dargestellt und im Text zu diesen Figuren angeführt. Dieεe Bezugεzeichen sind auch in weiteren Figuren und im nachfolgenden Text verwendet. In Fig. 5 und im entsprechenden Schnitt in Fig. 6 ist eine Arbeitεeinheit dargeεtellt mit einer Variante der Dreh- und AufWickeleinrichtung 2a. Der Ballonbegrenzer 14a wird verkörpert durch einen hohlen Rotationskörper 52a. dessen Arbeitsoberfläche 44a ein, sich vom Eintrittsende 45a erwei- terndes konisches Profil hat. Die Lagerung und der Antrieb des Ballonbegrenzers 14a sind identisch mit der Ausführung des Ballonbegrenzers 14 gemäß Fig. 2, sodaß die entsprechen¬ den Bezugszahlen der Bestandteile in Fig. 5 mit dem Index a, versehen sind. Der Begrenzungsring 23 mit der Begrenzungswand 29a geht allmählich in die radiale Seitenwand 53a über, die ihrer¬ seits wieder über den Zwischenraum 54a in die trichterförmi¬ ge Mündung 26a in Form eines kurzen Flanεcheε 55a deε Bal¬ lonbegrenzers 14a übergeht . An der Gegenseite schließt an den Begrenzungsring 28a allmählich die Seitenwand 30a an, die aus einem Radialflansch 56a eines konzentrischen Form¬ rohres 57a gebildet wird, das drehbar in den Lagern 58a und Halter 59a gelagert ist und durch dessen konzentrische Öffnung 60a die vom Elektromotor 18a angetriebene Spindel 12a mit der Hülse 23a und der Garnwicklung 24a durchgeht. Der Halter 22a ist mit nicht eingezeichneten Mitteln am Rah¬ men la befestigt.
Daε Formrohr 57a wird mit einem Riemen 6la von einem nicht eingezeichneten, am Rahmen la befestigten Elektromotor betrieben. Der Riemen 61a geht durch eine radiale Rille 62a. gebildet zwiεchen dem Halter 59a und dem Formrohr 57a. die mit einer nicht eingezeichneten radialen Öffnung zum Ein- und Austritt des Riemens 61a versehen ist. Der Begren¬ zungsring 28a. die radiale Seitenwand 53a. die trichterför¬ mige Mündung 2üa und die Seitenwand 30a begrenzen richtung- gebenden Hohlraum 42a in Form des Radialspalteε 43a (Fig. 5, 6) . Die im engsten Durchmesser der Arbeitsoberfläche 44a deε Ballonbegrenzerε 14a angeordnete Umfangεanlaufεtelle 47a iεt identisch mit dem Eintrittsende 45a der Arbeitsober¬ fläche 44af deren Austrittsende 46a an der inneren Kante des kurzen Flansches 55a situiert ist. Die radiale Entfernung A. der Umfangsanlaufεtelle 47a von der Achεe 12 der Spindel 13a iεt geringer als die radiale Entfernung C. des Austrittε- endes 46a von der Achse 12 der Spindel 12a.
Die Rotation des Formrohres 52 im Sinne des Pfeiles 22 iεt identisch mit der Rotation des Ballonbegrenzers 14a im Sine des Pfeiles 42. Kontrollstelle 15 der Bildung des Be¬ ginnes des Garnballons 12 ist alternativ durch daε, zwiεchen der Verzugseinrichtung 4 und der Dreh- und Aufwickeleinrich¬ tung 2a angebrachte Führungsorgan 64a gebildet. Der geformte Arm 65a des Führungsorganes 64a ist mit nicht eingezeichne¬ ten Mitteln am Rahmen la befestigt.
Dem rotierenden Ballonbegrenzer 14a ist ein konzentri¬ scher nicht drehbarer Ballonbegrenzer 66a mit einer inneren Arbeitsoberfläche 67a vorgeschaltet, der durch einen, mit nicht eingezeichneten Mitteln am Rahmen la befestigten Schenkel 68a getragen wird. Bei der Dreh- und AufWickelein¬ richtung 2a gelten die Beziehungen A. < C. < £, D.
Der Spinnprozeß an der Arbeitseinheit gemäß Fig. 5 verläuft zum Beispiel bei Verhältnissen der Umdrehungen von n > n und n JP s= n JPJP ± δn, wobei n die Umdrehungen des Begrenzungsringes 28a bedeutet und δn der empirisch bestimmte Wert der Umdrehung bedeutet, die die fysikalischen Eigenschaften deε Garnes, eines qualitativ hochstehenden Spinnvorganges, positiv beeinflußt.
Das ballonbildende Garn £, das durch den nicht drehba¬ ren Ballonbegrenzer 66a geht, beginnt bereits von der Um¬ fangsanlaufεtelle 47a an, sich in eine rotierende offene Schlinge 42 auszudehnen, wobei die Bildung des Garnes iden- tisch verläuft wie an der Arbeitseinheit gemäß Fig. 2, bis auf die Folgen des Regimes n E> = nJPJP ± δn auf das gebildete Garn P am Übergang zwischen dem Austritts- ende 46a der Arbeitsoberfläche 44a und der radialen Seiten- wand 53a. Für die Bildung der rotierenden offenen Schlinge 42 (Fig. 6) gilt die Beziehung A < D.
Die Verwendung des nicht drehbaren Ballonbegrenzers 66a ermöglicht eine axiale Reduktion des rotierenden Ballon¬ begrenzers 14a und dadurch eine wünεchenεwerte Herabεetzung seiner Masse.
Zweck des konischen Profils der Arbeitsoberfläche 44a deε Ballonbegrenzerε 14a iεt die Gewährleiεtung einer selbstreinigenden Wirkung der Arbeitsoberfläche 44a und eine Erleichterung des Einspinnprozesses. In Fig. 6, die einen Schnitt der Dreh- und Aufwickel- einrichtung 2_ä gemäß der Ebene VI-VI aus Fig. 5 darstellt, bildet sich die die Spindel 13a vorlaufende rotierende offe¬ ne Schlinge 48x bei dem Verhältnis n > n v un<^ &i-e sich in ihrer Rotation gegenüber der Spindel 13a verzögernde rotie- rende offene Schlinge 48y bei dem Verhältnis n < nv. In Fig. 7 und 8 ist eine andere Dreh- und Auwickelein- richtung 2h dargestellt, wobei die den Teilen gemäß Fig. 2 entsprechenden Teile gleiche Bezugsnummern mit dem Index "b" haben. Die Dreh- und Aufwickeleinrichtung 2h hat einen Be¬ grenzungsring 28b mit Begrenzungswand 29b. der über der Lücke 69b an die trichterförmige Mündung 26b in Form eines radialen Flanscheε 27b anschließt und geht einerseits in die, mit dem kurzen Flansch 31b beendete Seitenwand 30b und andererseitε in den konzentriεchen tragenden, mit nicht ein¬ gezeichneten Mitteln an die Bank 35b befeεtigten Flansch 70b über. Der Begrenzungsring 23h, die trichterförmige Mündung 26b und die Seitenwand 30b begrenzen den richtungge¬ benden Hohlraum 42b in Form eines radialspaltes 43b. Die Um¬ fangsanlaufstelle 47b ist im Übergang der zylinderformigen Wand der Arbeitsoberfläche 44b in den Radialflansch 27b si- tuiert, wobei das Austrittεende 46b der Arbeitεoberflache 44b am Ende deε Radialflansehes 27b angebracht ist. In die¬ sem Fall gilt die Beziehung A < C. < B_.
Beim Spinnprozeß bildet sich beim Verhältnis von n nv die, sich hinter der Spindel 13b vespätende rotierende offene Schlinge 48y. die radial durch die Begrenzungεwand 29b deε Begrenzungsringes 28b (Fig. 7, 8) begrenzt wird. Aus der rotierenden offenen Schlinge 48y wird das Garn £ konti¬ nuierlich abgezogen und auf die Hülse 23b der Spindel 13b aufgewickelt. Auf die strukturelle Bildung des Garnes wirkt auch eine gewisse formende Wirkung, die hervorgerufen wird durch den Übergang des Garnes in Form einer rotierenden offenen Schlinge 48y aus der rotierenden trichterförmigen Mündung 26b des Ballonbegrenzers 14b_, an die Begrenzungswand 22h des nicht rotierenden Begrenzungεringeε 28b. Für die Bildung der rotierenden offenen Schlinge 42i_ gilt die Beziehung A. < D_.
In Fig. 9 ist die Arbeitseinheit mit der anderen Vari¬ ante der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 2c_ dargestellt. Der Ballonbegrenzer 14c wird angetrieben durch einen im Grunde bekannten Reibungsantrieb. Jedes der, mit der Achse 12 der Spindel 13c paralellen Wellenpaare 7lc. von denen nur eines dargestellt ist, ist in einem Lager 72c gelagert, das von einem, mit nicht eingezeichneten Mitteln am Rahmen lc. be¬ festigten Halter 73c gehalten wird. Die Welle 71c trägt ein Paar von Reibscheiben 74c. 75c. die im Eingriff sind mit der Reibabsetzung 76c. 77c des Ballonbegrenzers 14c. Zwischen den Lagern 72c sind am Halter 73c die Polschuhe der perma¬ nenten Magneten 78c. 79c. 80c angebracht, die über eine Luftlücke an die Absätze 8lc. 82c. 83c des Ballonbegrenzers 14c angesetzt sind. Die Anordnung der Polεchuhe 78c. 79c. 80c und der Abεätze 81c. 82c. 83c gewährleistet die axiale und radiale Stabilität des Ballonbegrenzers 14c. Am oberen Ende der Welle 7lc ist eine Riemenscheibe 84c aufgesetzt, die über einem Riemen 85c von einem nicht eingezeichneten Arbeitselektromotor betrieben wird. Die, an der Spindelbank 19c befestigte Spindel 13c wird mittels einer Riemenüber¬ setzung 86c betrieben.
Der Begrenzungsring 28c geht einerεeits in die, durch den kegelförmigen Flansch 87c gebildete trichterförmige Mündung 26cr und andererseits in die Seitenwand 30c über, die mit der Öffnung zum Durchgang der Spindel 13c und der Hülse 23c mit der Garnwicklung 24c verεehen ist. Die Seiten¬ wand 30cr die relativ radial kürzer ist als die Seitenwand 2Q. in Fig. 2, erweitert sich mäßig kegelförmig in der Rich¬ tung von der trichterförmigen Mündung 26c. Daε Austrittsende 46c ist im größten Durchmesser der konkaven Begrenzungswand 29c situiert.
Vom Gesichtpunkt der Konstruktion ist der kegelförmige Flansch 87c mittels der Muffe 88c auf den Endabsatz 89c des Ballonbegrenzers 14c aufgepreßt. Der Begrenzungsring 28c. die trichterförmige Mündung 26c und die Seitenwand 30c be¬ grenzen den richtunggebenden Hohlraum 42c. Die Kontrollstel¬ le 15 wird durch das Führungsorgan 64c gebildet, das am ge¬ formten Arm 65c befestigt ist, der am Rahmen lc. angebracht ist. Der geformte Arm 65c trägt ein weiteres Führungsorgan 24.1c., der zwischen dem Führungsorgan 64ς und den Austritts- walzen 5c. angeordnet ist, wobei das Führungsorgan 64c in der Achse 12 unmittelbar vor dem Eintrittsende 45c des Ballon¬ begrenzers 14c situier iεt. Bei der Auεführung gemäß Fig. 9 gelten die Beziehungen A. < E, £, D_.
Das rotierende Garn £ dehnt sich nach der Umfangs- anlaufstelle 47c in die rotierende offene Sclinge 42 aus, die durch die Form deε richtunggebenden Hohlraumes 42c ge¬ formt wird, wobei der obere Ast der rotierenden offenen Schlinge 42 der Wand des kegelförmigen Flansches 87c folgt, während ihr unterer Ast von der konkaven Begrenzungswand 29c direkt, ohne Kontakt mit der Seitenwand 30c. auf die Hülse 23c übergeht. Dagegen bildet sich bei Ringen mit einem radialen Schlitz 42, 43a. 43b eine rotierende offene Schlin¬ ge, deren Äste ungefähr in der radialen Ebene angeordnet sind. Für die Bildung der rotierenden offenen Schlinge 42 gilt die Beziehung A. < D_.
Zweck des weiteren Führungsorganes 64'c iεt die wünschenswerte Reduktion des Garnballons 12 im Abschnitt zwischen den Austrittεwalzen 5c. der Verzugεeinrichtung 4c_.
Die Garnwicklung 24c auf der Hülse 23c bildet sich ent- weder durch übliches Wickeln, bei dem, beim Fuß der Hülse, erst ein kegelförmiger Untergrund aufgewickelt wird, auf den dann weiter parallel weitere kegelförmige Schichten aufge¬ wickelt werden, sodaß allmählich eine Garnwicklung vom Fuß der Hülse zu ihrer Spitze ensteht, oder durch sogenannte Flaschenwicklung, die besonders beim Spinnen von Bastfasern verwendet wird. In diesem zweiten Fall wird der kegelförmige Untergrund für das parallele Wickeln weiterer kegelförmiger Schichten direkt vom Konus der Hülse gebildet.
Diesen bekannten Techniken der AufWickelung ermöglichen es, den kleinsten Durchmesser der Arbeitsoberfläche 44c des Ballonbegrenzers 14c nur um ein Weniges größer zu wählen, ales den größten Durchmesser der Hülse 23c. Ihr geringstes gegenseitigeε Spiel wird so gewählt, das durch dieses das Garn frei durchgehen kann, das über die Arbeitsoberfläche 44c_ in die rotierende offene Schlinge 42 zugeführt wird. Die Garnwicklung 24c bildet sich im richtunggebenden Hohlraum 42c. nach der Umfangsanlaufεteile 47c εo, daß in der ersten Phase der Aufwickelung die ganze leer Hülse 22c. im Hohlraum des Ballonbegrenzers 14c untergebracht wird und daß sie dann allmählich bei der Bildung der Garnwicklung 24c die Spindel 13c gemäß Programm absinkt, bis bei beendeter Garnwicklung 24c die Hülse 23c schon außerhalb des Ballonbegrenzers 14c ist. Da der zylinderförmige Hohlraum des Ballonbegrenzers 14c beim Spinnen die Garnwicklung 24c nicht umschließt, kann er einen optimalen minimalen Durchmesser haben und damit auch eine niedrige Masse, was bei den hohen Betriebs-Drehzahlen der Spindel 13c günstig ist. Umgekehrt bei einem gegebenen inneren Durchmesεer des Ballonbegrenzers kann auf die Hülse eine optimale maximale Garnwicklung auf¬ wickeln. Vorteilhaft ist es auch, daß die Garnwicklung 24c keinen Ventilationseinflüssen ausgesetzt ist, die auf das Garn im Zwischenraum zwischen Arbeitsoberfläche 44c und der Garnwicklung 24c einwirken, besonders bei optimalem minima¬ lem Durchmesεer der Arbeitεoberfläche 44c und optimalem ma¬ ximalem Durchmeεεer der Garnwicklung 24c. in Fig. 10 iεt eine weitere Variante der Dreh- und Auf- wickleinrichtung 3_d. gezeigt. Der Ballonbegrenzer I4d. dieεεe Lagerung und Antrieb nicht eingezeichnet εind, hat eine trichterförmige Mündung 26d, verkörpert durch einen kegel¬ förmigen Flansch 90d. der mit den gleichen Mitteln am zylin- derförmigen Ende deε Ballonbegrenzerε I4d befestigt ist, wie die trichterförmige Mündung 26c in Fig. 9. Die trichterför¬ mige Mündung 26d. beziehungεweiεe der kegelförmige Flanεch 90d. reicht mit dem Auεtrittεende 46d der Arbeitεoberfläche 44dd in den Begrenzungsring 28d. dessen Begrenzungswand 28d. die parallel mit der Achse 12 der Spindel 13d liegt, allmählich in die Seitenwand 30d übergeht, in der Form eines konzentrischen radialen Kreisringes 91d. der mittels nicht eingezeichneten Mitteln auf der Ringbank 92d mit konzetri- εcher Öffnung 93d für den Durchgang der Spindel 13d und der Hülεe 23d mit der Garnwicklung 24d befestigt ist. Der radia- le Kreisring 91d geht wieder in einen konzetrischen kegel¬ förmig εich erweiternden Führungεring 94d über, der mit ei¬ ner Führungεkante 95d beendet ist. Die angeführte Führungs¬ kante 95d ist hinter einer nicht eigezeichneten, durch das Austrittsende 46d der Arbeitsoberfläche 44d gelegene Ebene, hinsichtlich der Bewegungsrichtung des Garns P durch den Ballonbegrenzer 14d. situiert und ragt in den Begrenzungs¬ ring 28d hinein. In der, als Beispiel angeführten Ausführung ist die Führungskante 95d. deren Durchmesser dimenεiert ist für den Durchgang der Hülse 23d mit Garnwicklung 24d. zwi- sehen dem Austrittεende 46d und der Spindel 13d. situiert. Durch den Begrenzungsring 28d ist der richtunggebene Hohl¬ raum 42d begrenzt.
Beim Betrieb dehnt sich das, von der Arbeitsoberfläche 44d mitgetragene Garn £ aus der Umfangsanlaufεtelle 47d ent- lang der Wand der trichterförmigen Mündung 26d in die rotie¬ rende offene Schlinge 42 aus, die radial begrenzt wird von der Begrenzungswand 29d des Begrenzungsringeε 28d. Der unte¬ re Aεt dieser Schlinge wird durch die Führungskante 95d des Führungsringes 94d geführt, die sie beim Aufwickeln auf die Hülse 23d orientiert. Bei einem gewiεεen Wert der Reibungs¬ kräfte, die auf die rotierende offene Schlinge 42 an der Stelle der Führungskante 95d des Führungsringes 94d. kann eine entsprechende bremsende Wirkung ausgeübt werden, die auch das Verhältnis n = nv ermöglicht. Bei der Ausführung gemäß Fig. 10 gilt die Beziehung A. < £ < B und für die ro¬ tierende offene Schlinge 42 die Beziehung A. < ß.
Fig. ll stellt eine Variante der Dreh- und Aufwickel- einrichtung 3_e. mit dem, aus einem Hohlzylinder 25e gebilde¬ ten Ballonbegrenzer 14e dar. Die Arbeitsoberfläche 44e geht über die Umfangsanlaufstelle 47e in die trichterförmige Mündung 26e in Form eines kurzen Flansches 55e über, der be¬ endet wird durch das Austrittsende 42≤ der Arbeitsoberfläche 44e. Dem Ballonbegrenzer I4e ist ein konzentrischer nicht drehbarer Ballonbegrenzer 66e mit einer inneren Arbeitsober- fläche 67e vorgeschaltet. Die Lagerung der Ballonbegrenzer I4e und 66e, der Antrieb des Ballonbegrenzers 14e und der Spindel I3e sind nicht eingezeichnet.
Das rotierende Garn £ dehnt sich durch die Wirkung der Fliehkraft, hervorgerufen durch die Masse des Garnes, von der Umfangsanlaufstelle 47e in die rotierende offene Schlin- ge 42 aus, aus der das Garn kontinuierlich abgezogen wird und auf die Hülse 23e aufgewickelt wird. Bei dieser Ausfüh¬ rung ist die Rückbiegung 22 der rotierenden offenen Schlinge 48 durch keinen Körper radial begrenzt. Die Dreh- und Auf- wickeleinrichtung 2& gemäß Fig. 11 erfüllt die Beziehung A. < £, wobei für die Bildung der rotierenden offenen Schlin¬ ge 42 die Beziehungen A., £ < 2 gelten.
Fig. 12 stellt die Variante der Dreh- und AufWickelein¬ richtung 2_f mit dem Ballonbegrenzer 14d dar, dessen Ausfüh¬ rung dem Ballonbegrenzer aus Fig. 10 entspricht, sodaß die entsprechenden Bestandteile in Fig. 12 identische Bezugs- zahlen mit dem Index i haben.
Der Radialflansch 96f des Führungsringeε 94f mit der Führungskante 95f ist mit nicht eingezeichneten Mitteln an der unbeweglichen Ringbank 92f mit der konzentrischen Öffnung 93f für den Durchgang der Spindel 13f und der Hülse 23f mit der Garnwicklung 24f befestigt. Die Führungεkante 95f ist hinter einer nicht eingezeichneten Ebene situiert, die durch das Austrittsende 46f der Arbeitsoberfläche 44f geführt ist. Die Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3_£ erfüllt die Beziehung A. < £.
Aus der gebildeten rotierenden offenen Schlinge 42, de¬ ren Rückbiegung 22 durch keinen Körper radial begrenzt ist, wird das Garn £ kontinuierlich abgezogen und über die Führungεkante 95f auf die Hülse 23f aufgewickelt. Die bil- düng der rotierenden offenen Schlinge 42 erfüllt die Bedin¬ gungsbeziehung A. < ß. Ebenso wie die Dreh- und AufWickelein¬ richtung 2ύ aus Fig. 10, ermöglicht auch die Dreh- und Auf- wickeleinrichtung 21. durch die Wirkung der der Führungskante 95f des Führungsringes 94f auf die rotierende offene Schlin- ge 42 auch das Geschwindigkeitsverhältnis n = nv. Zur Begründung der Realität des Spinnprozesses gemäß Erfindung wird daraufhin ein Vergleich der Elementarkräfte angeführt, die bei der Beziehung n < n v a^f die rotierende offene Schlinge 42 bei der Variante der Dreh- und Auf- wickeleinrichtung 2g einwirken, die schematisch in Fig. 13 dargestellt ist. Der Ballonbegrenzer 14g in Form eines Hohl- zylinders 25g reicht mit seiner unteren Kannte, die die Um¬ fangsanlaufstelle 47g und gleichzeitig auch das Austrittsen¬ de 46g begrenzt, in den Hohlraum des Begrenzungsringes 28g mit der Begrenzungswand 29g. Durch den Ballonbegrenzer 14g geht die Spindel 13g über, auf der die Hülse 23g mit der Garnwicklung 24g aufgeεetzt ist. In der Achse 11 der Spindel 13g ist das Führungsorgan 64g. sowie auch die Kontrollstelle 15 angebracht. Der Sinn der Drehung der Spindel 13g und des Ballonbegrenzers 14g kennzeichen die Pfeile 41/ 42- Der Feinheitsgrad des resultierende Garnes z.B. 15 tex aus Baumwollfasern ist durch die Masεe deε Garneε beεtimmt, die in der rotierenden offenen Schlinge 48y wirkt, die εich gegen die Spindel 13g verspätet.
Die inneren Kräfte im Garn, die in der Stelle des Aus- trittsendes 46g Arbeitsoberfläche 44g wirken, sind mit dem Symbol "Q" gekennzeichnet und Kräfte, die an derselben Stel¬ le an der Oberfläche des Games wirken, mit dem Symbol "F" . Die pneumatischen Kräfte werden nicht in Betracht gezogen, da ihre Wirkung für den gegebenen Vergleich vernachlässigt werden können.
1 (Entfernung des Eintrittsendes 45g der Arbeitsoberfläche
44g von dem Führungsorgan 64σ) = 100 mm 12 (Länge des Ballonbegrenzers 14g) = 150 mm n (Umdrehungen des Ballonbegrenzerε 14g) = 30 000 U.Min"1 nv (Umdrehungen der Spindel 123) = 30 600 U.Min_:L r (Halbmesser der Arbeitεoberfläche 44g) = 25 mm rv (Halbmesser der Spindel 13g) = 12 mm r (Halbmesser der Begrenzungswand ,29g) = 65 mm r (Halbmesser des Garnballons 12 im Abschnitt zwiεchen dem Führungεorgan 64g und dem Eintrittsende 45g der Arbeits- Oberfläche 44g) ≤ r m (Einheitsmasse des Garnes mit der Länge von 1 m)
= 0,000015 kg.m-1 0! JP (Raumwinkel zwischen dem Kraftpaar und das zwischen der inneren Kraft Q JP im Garn, das in die rotierende offene Schlinge 48y läuft und der resultierenden Kraft F , die durch die vektorielle Summe der Kraftwirkungen bestimmt ist, die auf den, an der Arbeitsoberfläche 44g gleitende
Ast des Garnes einwirkt) = π/2 μ (Reibungskoeffizient zwischen dem Garn und der Arbeits- Oberfläche 44g) = 0,2 e (Basis des natürlichen Logarithmus) = 2,718 Qo (Komponente der inneren Kraft im Garn, das über die Ar¬ beitsoberfläche 44g gleitet, die hervorgerufen wird durch die Wirkung des Garnbailonε 12 zwischen dem Führungsorgan 64g und der Arbeitsoberfläche 44g) - als Folge dessen, daß sie sehr klein ist, wird sie in der Berechnung als null angesehn FfcO, Ft BL (die Reibung "*skräfte zwischen dem Garn und der Ar- beitsoberflache 44g. hervorgerufen durch die Fliehkraft, werden als gleich groß angesehen) = 1,33.10_:L N.
Die innere Kraft im Garn an der Stelle, wo das Garn in eine rotierende offene Schlinge 48y hineinläuft, ist mit dem Symbol Q bezeichnet. Die resultierende Kraft, bestimmt als vektorielle Summe der Kraftwirkungen, die auf das, entlang der Arbeitsoberflache 44g gleitende Garn wirken, ist mit dem Symbol Fv bezeichnet. Aufgrund der angeführten Parameter wurden die Werte Q = 4,72.10_:L [N] und F = 2,58.10---- [N] durch profesεionelle Berechnung festgelegt.
Aus diesem Ergebnis geht hervor, daß die innere Kraft 0 im Garn, festgestellt als resultierende Kraftwirkung al¬ ler elementarer Garnabschnitte in der rotierenden offenen Schlinge 48y. verhältnismäßig leicht die Resultierende Fv der Reibungskräfte überwindet, also füllt sie leicht und verläßlich Garn in die rotierende offene Schlinge 48y nach, wobei dieses nachgefülltes Garn gleichzeitig durch Auf- wickelung auf die Hülse 23g verbraucht wird. Der ersicht¬ liche Kraftüberschuß zum Nachfüllen ist auch günstig für ei¬ ne genügende Aufwickelkraft zur Gewährleistung einer ge- wünschten festen Garnwicklung 24g auf der Hülse 23g.
In Fig. 14 biε 18 sind weitere Varianten von Dreh- und AufWickeleinrichtungen dargestellt. Gleiche Detaile sind hier mit gleichen Bezugsnummern mit entsprechendem Index be¬ zeichnet. Fig. 14 - Am Endabsatz deε Ballonbegrenzerε 14h ist ei¬ ne trichterförmige Mündung 26d in Form eines kegelförmigen Flansches 90h aufgesetzt. Das durch die Arbeitsoberfläche 44h mitgenommene Garn 2 dehnt εich von der Umfangsanlauf- εtelle 47h in eine rotierende offene Schlinge 42 aus, die durch keine Körper radial begrenzt wird und von der das Garn abgezogen und auf Garnwicklung 24h auf der Hülse 23h aufge¬ wickelt wird.
Fig. 15 - Die trichterförmige Mündung 26i des Ballon¬ begrenzers I4i reicht in den Begrenzungsring 28i. Die Be- grenzungεwand 29i verläuft gleichlaufend mit der Achse 11 der Spindel 13i und begrenzt den richtunggebenden Hohlraum 42i. Das Garn £, das von der Arbeitsoberfläche 44i mitgetra¬ gen wird, dehnt sich von der Umfangsanlaufεtelle 47i in die rotierende offene Schlinge 42 aus, die radial begrenzt ist von der Begrenzungεwand 29i des Begrenzungsringes 22i, wobei das Garn £ von der rotierenden offenen Schlinge 42 konti¬ nuierlich abgezogen und auf die Garnwicklung 24i auf der Hülse 23i aufgewickelt wird.
Fig. 16 - Die trichterförmige Mündung 26i wird durch eine gebrochene Rotationεwand 97j gebildet, deren radialer Teil 9Bj in den Begrenzungεring 28j mit der Begrenzungεwand 29j übergeht, die gleichlaufend iεt mit der Achεe 12 der Spindel 13j . Von der Umfangsanlaufstelle 47j dehnt sich das Garn £ in die rotierende offene Schlinge 42 aus, die radial von der Begrenzungswand 29i des Begrenzungsringes 22i be- grenzt iεt, wobei das Garn £ von der rotierenden offenen Schlinge 42 kontinuierlich abgezogen und auf die Garn¬ wicklung 24j der Hülse 23j aufgewickelt wird. Die Form der gebrochenen Rotationswand 97j gewährleistet, das der obere Ast der rotierenden offenen Schlinge 42 in Reibungsberührung mit ihrer inneren Fläche ist.
Fig. 17 - Der Ballonbegrenzer 14k geht direkt in die trichterförmige Mündung 26k über, die durch einen kegelför¬ migen Flansch 90k gebildet wird, der in den Begrenzungsring 2,8k mit der Begrenzungswand 29k reicht, die gleichlaufend ist mit der Achse 12 der Spindel 13k. Das, von der Arbeits- oberfläche 44k mitgetragene Garn P dehnt sich von der Um¬ fangsanlaufstelle 47k in die rotierende offene Schlinge 42 aus, die radial von der Begrenzungswand 29k begrenzt ist, wobei das Garn £ von der rotierenden offenen Schlinge 42 kontinuierlich abgezogen und auf die Garnwicklung 24k der Hülse 23k aufgewickelt wird.
Fig. 18 - Die trichterförmige Mündung 261 in der Form eines kurzen Flanscheε 551 reicht in den Begrenzungsring 281 mit der Begrenzungswand 291. die gleichlaufend mit der Achse 12 der Spindel 131 ist. An die Begrenzungswand 291 schließt die Seitenwand 301. in der Form eines konzentri¬ schen radialen Kreisringes 911. an, die in einen kegelförmig sich verengenden Führungsring 941 übergeht, der mit der Führungskante 951 beendet wird, die hinter einer nicht ein- gezeichneten, durch das Austrittsende 461 der Arbeitsober¬ fläche 441, außerhalb des kurzen Flansches 551 gelegten Ebe¬ ne, situiert ist. Die Führungskante 221, die zwiεchen dem Austrittsende 641 und der Begrenzungswand 291 situiert ist, reicht in den Begrenzungsring 281. Das Garn £ dehnt sich von der Umfangsanlaufstelle 471 in der rotierende offene Schlin¬ ge 42 aus, die radial von der Begrenzungswand 291 des Be¬ grenzungsringes 281 begrenzt wird. Aus der rotierenden offe¬ nen Schlinge 42 wird das Garn £ kontinuierlich über die Führungskante 951 abgezogen und auf die Garnwicklung 241 der Hülse 231 aufgewickelt. Mit Rücksicht auf Fig.5 sei es noch angeführt, daß sich bei der Relation n > n eine offene Schlinge 48x bildet, die in ihrer Rotation die Spindel 12a überholt. Iττι Falle, daß die regelbare ReibungsWirkung zwischen der Begrenzungs- wand 29a und der rotierenden offenen Schlinge 42 entschei- dend ist, können Bedingungen gebildet werden, unter denen sich, bei angegebener Relation npp a nv, die rotierende of¬ fene Schlinge 42 hinter der Spindel 13a in ihrer Rotation verspäten wird. Dieser Zustand kann in jedem Falle hervorge¬ rufen werden, wann die Begrenzungswand des Begrenzungsringeε mit dem Ballonbegrenzer nicht beweglich verbindet iεt, wie z.B. auε Fig.7, 15 und 17 hervorgeht.
Die Führungskante 23 laut Fig.10 ermöglicht einerseits die Führung des Garnes £ bei seiner Aufwickelung auf die Hülse 23d und andererseits auch bei der Relation n = n die Bildung einer rotierenden offenen Schlinge 42, die sich in ihrer Rotation während des Betriebs gegenüber der Spindel 13d verspätet. Diese Möglichkeit bezieht sich auf die Funk¬ tion der Arbeitseinheiten gemäß Fig.12 und 18.
Eine andere Variante der Dreh- und Aufwickeleinrichtung ist in Fig.19 dargestellt. Die trichterförmige Mündung 26m des Ballonbegrenzers 14m. gebildet durch den kegelförmigen Flansch 90mP geht hier in einen Begrenzungsring 28m über, dessen Begrenzungswand 29m. durch die ein richtungsgebender Hohlraum 42m begrenzt wird, mit der Innenwand des kegelför- migen Flansches 90m einen stumpfen Winkel einschließt, sodaß die Begrenzungswand 29m gegenüber der Achse 12 der Spindel 13m auseinanderlaufend situiert iεt. Die Anordnung und Lage¬ rung des Führungsringeε 94m mit der Führungskante 95m ist übereinstimmend mit der Ausführung gemäß Fig.12, sodaß die entsprechenden Teile in Fig.19 mit gleichen Bezugsnummern mit dem Index m bezeichnet sind.
Die Führungskante 95m des Führungsringes 94m iεt hin- εichtlich der Bewegungεrichtung des Garnes £ durch den Bal¬ lonbegrenzer 14m vor einer nicht eingezeichneten, durch das Austrittsende 46m gelegten Ebene, zwischen dem Austrittsende 46m und der Spindel 13a situiert und in den Begrenzungsring 28m hineinragt. Bei der Arbeitseinheit 3_m gilt die Beziehung A > B, C, D.
Das über die Arbeitsoberfläche 44m zugeführte Garn P dehnt sich von der Umfangsanlaufstelle 47m in die rotie- rende offene Schlinge 42 aus, die durch die Innenwand des kegelförmigen Flansches 90m und die Begrenzungswand 29m des Begrenzungsringes 28m geformt wird. Der umkehrbare Ast der rotierenden offenen Schlinge 42 , der von der Arbeitsober¬ fläche 44m auf die Hülse 23m gerichtet ist, sinkt bei Deh- nung der rotierenden offenen Schlinge 42 fortwährend bis er die Führungskante 95m des Führungεringeε 94m berührt. Da¬ durch kommt eε zum Anbremεen dieεes umkehrbaren Asteε an der Führungskante 95m und zur Aufwickelung eines entsprechenden Abschnitts des Garnes £ auf die Hülse 23m. Durch Verkürzung der rotierenden offenen Schlinge 42 kommt ihr umkehrbare Ast in höhere Lage, wodurch die Garnaufwicklung unterbrochen wird. Ähnlich wie bei anderen Ausführungen wiederholt sich dieser Prozeß fortwährend schnell oder es kommt auch zur zeitlichen Durchdringung. Die Arbeitseinheit kann in verschiedenen Umdrehungsre¬ gimen arbeiten. Es zeigt sich als vorteilhaft, wenn die Um¬ drehungen des Ballonbegrenzers 14m um etwas höher als die der Spindel 13m liegen, aber sie können eventuell auch gleich oder massig niedriger sein. Die Umdrehungen der ro- tierenden offenen Schlinge 42 liegen aber immer niedriger als die der Spindel 13m. Das heißt, daß sich die rotierende offene Schlinge 42 in ihrer Rotation gegenüber der Spindel verspätet.
Fig.20 und 21 zeigen eine Variante der Dreh- und Auf- Wickeleinrichtung 3JQ mit dem Ballonbegrenzer I4nf der durch einen hohlen Rotationskörper 5_2n verkörpert ist, desεen Ar¬ beitsfläche 44n sich von dem Eintrittsende 45n , der auch die Umfangsanlaufεtelle 47n der Arbeitsoberfläche 44n bil¬ det, kegelförmig erweitert. Das Austrittsende 26n der Ar- beitsoberfläche 44n des Ballonbegrenzers 14n reicht in den Begrenzungsring 28n. der in einem mittels nicht eingezeich¬ neter Mittel auf einer unbeweglichen Ringbank 92n mit kon- zentriεcher Öffnung 93n befeεtigten Körper 99n gebildet ist. Die Begrenzungswand 29n des Begrenzungsringeε 28n geht einerεeits über die funktionelle Ausnehmung lOOn in obere radiale Seitenwand lOln des Begrenzungsringes 28n und an¬ dererseits über die funktionelle Lücke I02n in die durch die untere radiale Seitenwand verkörperte Führungskante 95n des Führungsringes 94n über. Diese Führungskante 94n ist hin¬ sichtlich der Bewegungsrichtung deε Garns £ durch den Bal- lonbegrenzer 14n hinter einer nicht eingezeichneten, durch das Austrittεende 46n gelegte Ebene, zwischen dem Austrittε- ende 46n und der Begrenzungswand 29n situiert.
Durch die Begrenzungswand 29n und die obere radiale Seitenwand lOln des Begrenzungsringes 28n auf einer Seite und die Führungskante 95n des Führungεringeε 94n auf der an¬ deren Seite iεt der richtungεgebende Hohlraum 4.2n in Form eineε radialen Spalteε 43n begrenzt, in den daε Auεtrittεen- de 46n der Arbeitsoberfläche 44n reicht. Der Führungεring 94n ist zwecks Einstellung der Sollhöhe des radialen Spalteε 43n. die die Lenkung deε gebildeten Garneε £ auf die Hülεe 23n sicherεtellt, axial stellbar im Körper 99n des Begren¬ zungsringeε 28n gelagert. Im Ausführungεbeispiel der Erfin¬ dung ist der Führungsring 94n mit seinem äußeren, mit Gewin¬ de versehenen Absatz 103n in das Gewinde 104n der inneren zylindriεchen Ausnehmung 105n im Körper 99n des Begrenzungε- ringeε 22ll eingeschraubt. Auf dem Umfang der oberen Seiten¬ wand des äußeren zylindrischen Absatzes I03n sind die Reini- gungεöffnungen 106n angeordnet, deren nicht eingezeichnete Längsachsen parallel mit der Achse 12 der Spindel I3n ver- laufen.
Der richtungsgebende Hohlraum 42n ist mittels der funk¬ tionellen Lücke 102n mit dem durch obere Seitenwand des äu¬ ßeren, mit Gewinde versehenen Absatzes I03n des Führungsrin¬ ges begrenzten Raum I07n. mit der Wand der inneren zy- lindrischen Ausnehmung lQ5n des Körperε 99n und mit dem rip- penförmigen Abεchluss 108n der Führungskante 95n des Füh- rungεringeε 94n verbindet. Der Drehsinn der Spindel 13n ist mit dem Pfeil 41 gekennzeichnet. Für die Dreh- und Auf- wickeleinrichtung 2fi gilt die Beziehung C < B, D.
Die Innenwand 109n des Führungsringes 94η erweitert sich kegelförmig von der Führungskante 95n. was den Anspinn¬ prozeß der Spinneinheit erleichtet.
Während des Betriebs kommt die Bewegung und Führung des Abschnitts der rotierenden offenen Schlinge 42 im radialen Spalt 43p positiv durch genaue Führung des Garnes £ auf die Hülse 24n zutage. Die Luftströmung durch die radiale Spalt 43n. hervorgerufen durch die Bewegung des Garnes £, wird durch seine Wände intensiv gedämpft . Das wirkt sich positiv in der Formung der rotierenden offen Schlinge 42 , besonders im Bereich um ihrer Rückbiegung 22, aus. Auch die Intensität der Kraftwirkung zwischen der Begrenzungswand 29n des Be- grenzungsringes 28n und dem darauf anliegenden Garn £ wird reduziert. Die resultierende Kraftreduktion hat die Senkung der Reibung des Garnes £ und reduzierte Abnutzung der Stirn¬ wand 29n zur Folge. Die Arbeitεeinheit kann in verschiedenen Umdrehungsre¬ gimen arbeiten. Als meist vorteilhaft zeigt es sich, wenn die Umdrehungen des Ballonbegrenzers 14n um etwas höher als die der Spindel Uli liegen, sie können eventuell auch gleich oder ein bischen niedriger sein. Die Umdrehungen der rotie- renden offenen Schlinge 42 liegen aber immer niedriger als die der Spindel 13nf was bedeutet, daß die rotierende offene Schlinge 42, in die sich das Garn £ von der Umfangsanlauf- stelle 47n ausdehnt, sich in ihrer Rotation gegenüber der Spindel 13n verspätet. Durch die Reinigungsöffnungen I06n wird während des Betriebs die kontinuierliche Abführung von beim Spinnen ent¬ stehenden Staub und Faserresten gesichert. Die Unreinigkei- ten werden aus dem radialen Spalt 43n mittels der funktio¬ nellen Lücke 102n. des Raumes 107n und der Reinigungsöffnun- gen 106n in die Aussenumgebung ausgeschieden. Zwecks Erhö- hung des Reinigungseffektes können diese Reinigungsöffnungen mit ihren Längsachsen gegenüber der Achse 12 der Spindel I3n schräg angeordnet werden. Infolgedessen kommt es zwi¬ schen den Enden von Öffnungen zum Druckgefälle, das die Ab¬ führung einer grösseren Luftmenge und dadurch schnellere Be- wegung der Unreinigkeiten aus dem radialen Spalt 43n hinaus ermöglicht.
Aus dem Angeführten ist ersichtlich, daß das Spinnregi¬ me allgemein durch die Wahl der Umdrehungen des Ballonbe¬ grenzers, der Spindel, eventuell auch des Begrenzungεringes und ihre gegenseitige Relationen geändert werden können. Vorteilhaft ist die Variante, wann der Begrenzungsring als statischer Begrenzungsring konstruiert ist, εeine Umdrehun¬ gen also gleich Null sind. Das Regime der Umdrehungen hat einen wesentlichen Einfluss auf die Bildung einer sich ge- genüber der Spindelrotation verεpätenden oder vorlaufenden rotierenden offenen Schlinge. Im konkreten Fall kommt auch die geometrische Anordnung von einzelnen Komponenten sowie ihre Oberflächenausführung zur Geltung. Es handelt sich vor allem um Form und Durchmeεser des Ballonbegrenzers und Be- grenzungsringes, eventuell auch Führungsringes. Der Charak¬ ter der rotierenden offenen Schlinge kann auch durch Ausfüh¬ rung und Höhe von richtungsgebenden Hohlraum, falls er bei der Arbeitseinheit verwendet wird, eventuell auch durch Rei- nigungs- und Ventilationsöffnungen beeinflusst. Durch die Wahl der Geschwindigkeiten von Spindel, Bal¬ lonbegrenzer und der radialen Entfernungen &, E, £ und D_ kann das Spinnregime für die Herstellung z.B. Baumwoll-, Synthese- oder Mischgarnen von entsprechenden Feinheiten ge¬ bildet werden. Ausserdem sind beschriebene Dreh- und Auf- Wickeleinrichtungen auch für das Garnzwirnen geeignet.
Eine der möglichen Lösungen dieser Art ist i Fig. 1 gestrichelt gezeichnet. Daε lineare Gebilde 110 von einer Vorlagespule lll und das lineare Gebilde 112 von anderer Vorlagespule 112 können hier mit Hilfe von nicht eingezeich- neten Mitteln in der Pfeilrichtung 114 und 115 zu den Aus- trittswalzen 2 der Verzugseinrichtung 4 und von dort aus in die Dreh- und Aufwickeleinrichtung 2 zwecks gegenseitiger Verbindung ins Zwirngarn zugeführt werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Spindelspinn- und Spindelzwirnverfahren dadurch gekenn¬ zeichnet, daß - es auf einer Arbeitseinheit mit einer Zuführeinrich¬ tung für das Fasergebilde, mit einer Kontrollstelle des Anfangs der Bildung des Garnballons, mit einer rotierenden Spindel für die Hülse und mit einem Bal¬ lonbegrenzer, der auf seiner Innenseite eine Ar- beitsoberfläche für den Kontakt mit dem Garn hat und gleichachsig mit einer Spindel angeordnet ist, gleichsinnig wie diese Spindel angetrieben wird und zusammen mit dieser Spindel ein Paar von Gliedern bildet, von denen sich immer ein Glied programmge- steuert längs deε zweiten Gliedes bewegt, durchge¬ führt wird, wobei das durch die Arbeitsoberfläche des Ballonbegrenzers mitgenommene garn von dieser Arbeitεoberfläche di¬ rekt auf die Hülεe alε eine rotierende offene Schlinge übergeht, die εich durch die Einwirkungen der Zentrifugalkraft auεdehnt, wobei ihre Rückbie¬ gung von der Rotationεachse der Spindel größere ra¬ diale Entfernung als diejenige Stelle auf der Ar¬ beitsoberfläche des Ballonbegrenzers, von der sich das Garn in die rotierende offene Schlinge ausdehnt, hat.
2. Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anεpruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die bei höherer Rota- tionsfrequenz des Ballonbegrenzers hinsichtlich der Ro¬ tationsfrequenz der Spindel gebildete rotierende offene Schlinge mit ihrer Rotation die Spindel vorläuft.
3. Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die bei höherer Rotati- onsfreguenz deε Ballonbegrenzerε hinεichtlich der Rota- tionεfrequenz der Spindel gebildete rotierende offene Schlinge εich in ihrer Rotation gegenüber der Spindel verspätet.
4. Spindelεpinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anεpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei niederigerer Ro- tationεfrequenz deε Ballonbegrenzers hinsichtlich der Rotationsfrequenz der Spindel gebildete rotierende offene Schlinge sich in ihrer Rotation gegenüber der Spindel verspätet.
5. Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das rotierende Garn in die rotierende offene Schlinge über die trichterför- mige Mündung des Ballonbegrenzers ausdehnt.
6. Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende offene Schlinge beim Betrieb durch die Begrenzungswand des la- gestabilen und mit der Spindel konzentrischen Be¬ grenzungsringes radial begrenzt wird, wobei die radiale Entfernung der Begrenzungswand von der Achse der Spin¬ del größer als die radiale Entfernung der Stelle, von der sich das Garn von der Arbeitsoberfläche in die ro- tierende offene Schlinge ausdehnt, von der Rotations¬ achse der Spindel ist.
7. Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeicjnet, daß die rotierende offene Schlinge durch die Begrenzungswand des nicht drehbaren Begrenzungsringes begrenzt wird.
8. Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende offene Schlinge durch die Begrenzungswand des die Bewegungs- Verbindung mit dem Ballonbegrenzer aufweisenden Begren¬ zungsringes radial begrenzt wird.
9. Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anspruch
6, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende offene Schlinge durch die Begrenzungswand des unabhängig auf der Rotation deε Ballonbegrenzers rotierenden Begren- zungεringε radial begrenzt wird.
10. Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende offene Schlinge durch die Begrenzungswand des Begrenzungsrin¬ ges, in den der Ballonbegrenzer reicht, radial begrenzt wird.
11. Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn von der rotie¬ renden offenen Schlinge auf die Hülse über eine Füh¬ rungskante des lagestabilen und mit der Spindel konzen¬ trischen Führungsringes aufgewickelt wird.
12. Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die bei gleicher Rotationsfrequenz des Ballonbegrenzers und der Spindel gebildete rotierende offene Schlinge in ihrere Rotation gegenüber der Spindel verspätet.
13. Die Arbeitseinheit zur Durchführung des Spindelspinn¬ oder Spindelzwirnverfahrens nach Anεpruch 1 und wenigs- tenε einem der Anεprüche 2 bis 12, gekennzeichnet durch - eine Zuführeinrichtung (2) für das Fasergebilde, eine Kontrollstelle (15) des Anfangs der Bildung des
Garnballons (16) , eine rotierende Spindel (13 bis 13n) für die Hülsen
(23 bis 23n) und - einen Ballonbegrenzer (14 bis 14n) , der auf seiner Innenseite eine Arbeitsoberfläche (44 bis 44n) für den Kontakt mit dem Garn (P) hat, gleichachsig mit der Spindel (13 bis 13n) angetrieben wird und zusam¬ men mit dieser Spindel ein Paar von Gliedern bildet, von denen immer ein Glied für die progremmgesteuerte Bewegung längs des zweiten Gliedes angeordnet ist, wobei auf der Arbeitsoberfläche (44 bis 44n) eine Um- fangsanlaufstelle (47 bis 47n) für den Übergang des Garnes (P) von dieser Arbeitsoberfläche (44 bis 44n) direkt auf die Hülse (23 bis 23n) situiert iεt, wobei das Garn (P) durch die Einwirkungen der Zent¬ rifugalkraft in Form einer rotierenden offenen Schlinge (48) geformt wird, wobei jeder beliebiger Punkt der Arbeitsoberfläche (44 bis 44n) , der sich in greßörer Entfernung von dem Ein¬ trittsende (45 bis 45n) des Ballonbegrenzers (14 bis 14n) alε die angeführte Umfangεanlaufεtelle (47 biε 47n) befindet, iεt in der größeren radialen Entfer¬ nung von der Rotationεachse (17) der Spindel (13 bis 13n) als diese Umfangεanlaufεtelle (47 bis 47n) an¬ geordnet.
14. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Ballonbegrenzer (14 bis 14f, 14h bis 14n) eine trichterförmige Mündung (26 bis 26f, 26h bis 26n) aufweist.
15. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß an den Ballonbegrenzer (14 bis 14d, 14g, I4i biε 14n) , im Bewegungεεinne deε Garnes (P) durch den Ballonbegrenzer (14 bis 14d, 14g, 14i biε I4n) , ein lagestabiler und mit der Spindel (13 bis 13d, 13g, l3i bis 13n) konzentrischer Begrenzungsring (28 bis 28d, 28g, 28i bis 28n) mit der Begrenzungswand (29 bis 29d, 29g, 29i bid 29n) für radiale Begrenzung der rotieren- l den offenen Schlinge (48) anschließt, wobei die radiale Entfernung (B) der Begrenzungswand (29 biε 29d, 29g, 29i biε 29n) von der Achse (17) der Spindel (13 bis 13d, 13g, 13i bis 13n) größer als die radiale Entfer¬ nung (A) der Umfangsanlaufstelle (14 bis 14d, 14g,m
5 14i bis 14n) von der Achse (17) der Spindel (13 - I3d, 13g, 13i bis l3n) ist.
16. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 13 und 15, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Ballonbegrenzer (14d, 14g, 14i, 0 141, 14n) in den Begrenzungsring (28d, 28g, 28i, 281, 28n) reicht.
17. Die Arbeitεeinheit nach Anspruch 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Begrenzungsring (28b, 28d, 28g, 28i, 5 28k, 281, 28n) nicht drehbar ist.
18. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Begrenzungsring (28a) einen unab¬ hängigen Antrieb hat. 0
19. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Begrenzungsring (28, 28c, 28j, 28m) eine Bewegungsverbindung mit dem Ballonbegrenzer (14, 14c, 14j, 14m) aufweist. 5
20. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 14, 15 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsring (28, 28c) einerseits in die trichterförmige Mündung (26, 26c) des Ballonbegrenzers (14, 14c) und andererseits in die der 0 trichterförmigen Mündung (26, 26c) gegenüberliegenden und mit der axialen Öffnung für den Durchgang der Hülse (23, 23c) mit der Spindel (13, 13c) versehenen gegen¬ überliegenden Seitenwand (30, 30c) übergeht, wobei der Begrenzungsring (28, 28c) , die trichterförmige Mündung 5 (26, 26c) und die Seitenwand (30, 30c) einen richtungs- l gebenden Hohlraum (42, 42c) für die Aufwickelung des
Garnes (P) von der rotierenden offenen Schlinge (48) auf die Hülse (23, 23c) der Spindel (13, 13c) begrenzen.
5 21. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 14, 15 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsring (28a) einer¬ seits durch die radiale Seitenwand (53a) über den Spalt (54a) in die trichterförmige Mündung (26a) des Ballon¬ begrenzers (14a) und endererseits in die der radialen 0 Seitenwand (53a) gegenüberliegende Seitenwand (30a) übergeht, wobei der Begrenzungsring (28a), die radiale Seitenwand (53a) und die Seitenwand (30a) den rich- tungεgebenden Hohlraum (42a) für die Aufwickelung des Garnes (P) von der rotierenden offenen Schlinge (48) auf die Hülse (23a) der Spindel (13a) begrenzen.
22. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 14, 15 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsring (28b) einer¬ seits über den Spalt (69b) in die trichterförmige Mündung (26b) des Ballonbegrenzerε (14b) und anderer¬ seits in die der trichterförmigen Mündung (26b) gegen¬ überliegende Seitenwand (30b) übergeht, wobei der Be¬ grenzungsring (28b) , die trichterförmige Mündung (26b) und die Seitenwand (30b) den richtungsgebenden Hohlraum (42b) für die AufWickelung des Garnes (P) von der rotierenden offenen Schlinge (48) auf die Hülse (23b) der Spindel (13b) begrenzen.
23. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekenn- zeichnet, daß dem Ballonbegrenzer (14a, 14e) ein kon¬ zentrischer nicht drehbarer Ballonbegrenzer (66a, 66e) vorgeschaltet ist.
24. Die Arbeitseinheit nach Anεpruch 15, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Begrenzungεwand (29) deε Begrenzungs- ringes (28) mit Ventilationsöffnungen (49) ausgestattet ist.
25. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Begrenzungswand (29, 29c) konkav ist.
26. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 14 oder nach An¬ sprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ballonbegrenzer (14d, I4f, 141 biε 14n) ein lagestabi¬ ler und mit der Spindel (13d, 13f, 131 bis l3n) konzen- trischer Führungsring (94d, 94f, 941 bis 94n) mit einer Führungskante (95d, 95f, 951 bis 95n) für die AufWicke¬ lung deε Garneε (P) auf die Hülεe (23d, 23f, 231 bis 23n) zugeordnet ist.
27. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 26, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Führungskante (95d, 95f, 95m) des Führungsringes (94d, 94f, 94m) zwischen dem Austrittε- ende (46d, 46f, 46m) der Arbeitεoberfläche (44d, 44f, 44m) und der Spindel (13d, 13f, 13m) εituiert ist.
28. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 26, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Führungskante (951, 95n) des Füh¬ rungsringes (941, 94n) zwischen dem Austrittsende (461, 46n) der Arbeitsoberfläche (441, 44n) und der Begrenzungswand (291, 29n) deε Begrenzungεringeε (281, 28n) situiert ist.
29. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 26, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Führungskante (95d, 951, 95m) des Führungsringeε (94d, 941, 94m) in den Begrenzungsring (28d, 281, 28m) reicht.
30. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 14 und 15, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß sich die Begrenzungswand (29m) des Begrenzungsringes (28m) von der trichterförmigen Mündung (26m) aus kegelförmig erweitert.
31. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 26, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Führungskante (95n) des Führungsrin¬ ges (94n) durch untere radiale Seitenwand verkörpert ist, die gemeinsam mit der oberen radialen Seitenwand (lOln) und der Begrenzungswand (29n) den richtungsge- benden Hohlraum (42n) für die rotierende offene Schlin¬ ge (48) begrenzt, und daß der Führungsring (94n) axial verstellbar im Körper (99n) des Begrenzungsringes (28n) gelagert ist.
32. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 31, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Begrenzungswand (29n) des Begren¬ zungsringes (28n) in die obere radiale Seitenwand (lOln) über die funktionelle Ausnehmung (lOOn) übergeht.
33. Die Arbeitseinheit nach Anspruch 32, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß am Umfang des Führungsringes (28n) die Reinigungsöffnungen (I06n) durchgeführt sind, die den richtungsgebenden Hohlraum (42n) über den funktionellen Spalt (102n) zwiεchen dem Körper (99n) des Begrenzungs- ringeε (28n) und dem Führungεring (94n) mit dem Um¬ gebungsraum pneumatisch verbinden.
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