EP0883703B1 - Spindelspinn- oder spindelzwirnverfahren und die arbeitseinheit zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Spindelspinn- oder spindelzwirnverfahren und die arbeitseinheit zur durchführung des verfahrens Download PDF

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EP0883703B1
EP0883703B1 EP97904336A EP97904336A EP0883703B1 EP 0883703 B1 EP0883703 B1 EP 0883703B1 EP 97904336 A EP97904336 A EP 97904336A EP 97904336 A EP97904336 A EP 97904336A EP 0883703 B1 EP0883703 B1 EP 0883703B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
spindle
yarn
open loop
working surface
balloon limiter
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97904336A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0883703A1 (de
Inventor
Václav KUBOVY
Petr Blazek
Stanislav Didek
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
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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 to the spindle spinning or spindle twisting process, that on a spinning device with a feed device for the fiber structure, with a driven Spindle for the sleeve and with one coaxial with the spindle arranged, also driven balloon limiter, the on the inside a work surface for contact with the yarn is carried out, and a spinning device for Execution of the procedure.
  • the invention has for its object a method of the type mentioned and the spinning device for implementation of the process, which reliably all out the use of the known yarn strength control before Eliminate yarn winding on the core of the disadvantages and thereby the production of a ring spinning or ring twist yarn of high quality even at extremely high production speeds enable.
  • that the rotating open loop is radial during operation is limited.
  • the size of the rotating open loop i.e. the removal of their Backbend reduced from the axis of rotation of the spindle be, so that the production of a quality yarn even under relatively small space requirements is made possible.
  • the spinning device for performing the method contains a feeding device for the fiber structure, one driven spindle for the sleeve and one with the spindle balloon limiter also coaxial, also driven, which on the inside is a work surface for has contact with the yarn.
  • a circumferential contact point on the work surface for the transition of the yarn from this work surface is placed directly on the sleeve, with the yarn through the effects of centrifugal force in the form of a rotating open loop is formed, any location the work surface, which is at a greater distance from the The end of the balloon limiter entry as the circumferential contact point located at the greater radial distance from the Axis of rotation of the spindle arranged as this circumferential contact point is.
  • This spinning device works according to the method according to the invention, with all previous limitations in the field the so-called yarn force control before winding up the yarn the sleeve is eliminated. This enables different To produce yarn types that are at least as good as the so-called Ring yarn are, and high production speeds too to reach.
  • Fig. 1 is the complete spinning device for spindle spinning, arranged on the frame 1 of the spinning machine, the basic components of which form the feed device 2 of the fiber structure and the turning and winding device 3 with an upstream control point of the beginning of the formation of the yarn balloon.
  • the feed device 2 is embodied in the spinning device for the spindle spinning by the usual drafting device 4 with the exit rollers 5 .
  • the delay device 4 is known in various 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 sliver so 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 P.
  • a roving spool 8 is attached to the holder 6 , adjustable on the vertical rod 7 , from which the roving 9 unwinds, which is fed into the preference device 4 via a guide 10 .
  • the dashed lines indicate an alternative arrangement for supplying the drafting device 4 with the fiber sliver 11 drawn from a can 12 .
  • the rotating and winding device 3 (FIGS. 1, 2) consists of the spindle 13 and the balloon limiter 14 arranged concentrically to the spindle 13 .
  • the drafting device 4 is assigned a control point 15 at the beginning of the formation of the yarn balloon 16 of the yarn P formed. 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 arrangement of the control body 15 enables the region of the nip of the exit rollers 5 that the yarn P is formed, without common yarn guide from the delay means 4, directly into the turning and winding device 3, comes out.
  • the drive electric motor 18 of the spindle 13 is attached to the spindle bank 19 , which is displaceably attached to the vertical guide rod 21 by means of the bush 20 , which is part of the known, not shown device for causing the program-controlled, vertical up and down movement of the spindle 13 in the sense of the double file 22 is.
  • the spindle 13 can also be operated with other conventional drive means, for example with a belt transmission.
  • a sleeve 23 (FIG. 2) for the yarn winding 24 is placed on the spindle 13 .
  • the program of the movement of the spindle bank 19 in the sense of the double file 22 is determined by the choice of the yarn winding 24 .
  • the spindle is immovably attached to the frame 1 , while the balloon limiter 14 executes a valuable movement along the spindle 13 .
  • the balloon limiter 14 is formed, for example, from a hollow cylinder 25 which has a funnel-shaped mouth 26 in the form of a radial flange 27 on the side facing away from the control point 15 .
  • the balloon limiter 14 respectively.
  • the funnel-shaped mouth 26 merges into a limiting ring 28 which is concentric with the axis 17 of the spindle 13 and which carries on its inside a limiting wall 29 , advantageously with a concave profile.
  • This boundary wall 29 merges into the side wall 30 , which runs essentially parallel to the radial flange 27 and is terminated with a short flange 31 , which opens the opening for the passage of the spindle 13 and the sleeve 23 with the yarn winding 24 (FIG. 2 , 3).
  • the cylinder 25 is rotatably mounted on aerostatic or roller bearings 32 in a two-part bushing 33 , the flange 34 of which is fastened to the bench 35 by means not shown, which is fastened to the frame 1 of the spinning device by means not shown.
  • the balloon limiter 14 which passes through the concentric opening 36 of the bench 35 , is driven by the belt 37 by the electric motor 38 attached to the frame 1 (FIG. 1).
  • the two-part sleeve 33 has an inner radial groove 39 with a radial opening (not shown) for the entry and exit of the belt 37.
  • the rotation of the balloon limiter 14 in the direction of the arrow 40 is the same as the rotation of the spindle 13 in the direction of the 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 or the like. are driven.
  • the limiting ring 28 , the funnel-shaped mouth 26 of the balloon limiter 14 and the side wall 30 delimit the orientation cavity 42 , which has the shape of a radial gap 43 (FIG. 3). The purpose of the orientation cavity 42 will be explained.
  • the balloon restrictor 14 has an inner working surface 44 for contact with the yarn P that is realized between the inlet end 45 and the outlet end 46 (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 outlet end 46 is arranged on the working surface 44 in the largest diameter of the boundary wall 29 (FIGS. 2, 3).
  • Other shapes 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 have a layer of a suitable material to ensure low friction against the yarn and that it have a high wear resistance.
  • the working surface can optionally be provided with a groove or a rib to form ventilation effects to reduce the frictional properties compared to the thread, which expediently reduce the direct contact of the thread with the working surface of the balloon limiter, but on the condition that the working surface is still able , take the yarn that it passes through with the friction.
  • a circumferential contact point 47 for the transition of the yarn P from the working surface 44 into the rotating open loop 48 , is delimited, which is formed by the centrifugal force, as will be explained further.
  • the circumferential contact point 47 is arranged in the transition region of the cavity from the cylinder 25 into the funnel-shaped mouth 26 , which forms the smallest diameter of the working surface 44 of the balloon limiter 14 .
  • this initial contact point can be arranged in the last smallest diameter of the work surface 44 , in the direction of movement of the yarn P through the balloon limiter 14 .
  • the radial distance A of the circumferential contact point 47 from the axis 17 of the spindle 13 is less than the radial distance B of the boundary wall 29 of the limiting ring 28 from the axis 17 of the spindle 13 , this radial distance B being equal to the radial distance C of the outlet end 46 from the Axis 11 of the spindle 13 is (Fig. 3, 4).
  • the limiting ring 28 is shown with radial or tangential ventilation openings 49 (because of a simplification of the figure, only one ventilation opening 49 is shown), the purpose of which will be explained below.
  • the sense of rotation of the spindle 13 and the balloon limiter 14 according to the arrows 40 , 41 is basically the same.
  • the balloon limiter 14 merges into the limiting ring 28 .
  • the balloon limiter 14 in the direction of movement of the yarn P through the balloon limiter 14 , is followed by a positionally stable and concentric with the spindle 13 limiting ring 28 .
  • the word "connects" means that the limiting ring 28 is either fixedly connected to the balloon limiter 14 , as can be seen in FIGS. 1 to 3, or arranged independently, either fixedly or movably with its own drive, as will be explained further is.
  • the spinning device according to FIGS. 1 to 4 works as follows:
  • a fiber ribbon with the length weight of the resulting yarn emerges from the drafting device 4 , into which the roving 9 unwound from the roving bobbin 8 is fed.
  • the fiber structure is solidified immediately after the nip point of the exit 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 23 by the revolutions (n v ) of the spindle 13 and on the other hand by additional rotations , caused by the revolutions (n pp ) of the working surface 44 over which the yarn P carried by it moves.
  • a consequence of the rotational relationship of the spindle 13 and the balloon limiter 14 is a higher twist in the yarn P , in its section between the nip of the exit rollers 5 and the exit end 46 of the work surface 44 (Fig. 2).
  • the beginning of the yarn section mentioned is not directly in the nip of the exit rollers 5 , because a fiber ribbon emerges from this nip, which is drawn by rotation into the so-called twist triangle, the apex of which is the actual location of the beginning of the yarn balloon formed. To simplify matters, this small part of the length can be neglected in the yarn section mentioned.
  • the rotating yarn expands and enters the rotating open loop 48 due to the effect of the balance 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 into the radial gap 43 , in which it is radially delimited by the boundary wall 29 , over which the back bend 50 of the rotating open loop 48 moves.
  • the circumferential contact point 47 just mentioned is delimited by the beginning of the rotating open loop 48 .
  • the expansion respectively. Shaping of the rotating open loop 48 is also influenced to a certain extent by the pneumatic forces that act in the formation point of the loop. Since these pneumatic forces are insignificant for the formation of the rotating open loop, they are not explained in more detail in the description.
  • the magnitude of the centrifugal force is influenced by the radial distance D of the back bend 50 of the rotating open loop 48 from the axis 17 of the spindle 13 , which is greater than the radial distance A , by the action of which the rotating open loop 48 is formed .
  • orientation cavity 42 especially the radial gap 43 , is to orient the position of the rotating open loop 48 in accordance with the thread winding on the sleeve 23 .
  • the rotating open loop 48 which consumes the fiber structure provided by the draft device 4 and to expand more and more and their reverse bend 50 away from the axis 17 of the spindle 13 .
  • the rotating open loop 48 and the spindle 13 rotate in the same revolutions, whereby a radial slip occurs between the yarn P and the work surface 44 , which compensates for the difference in revolutions between the spindle 13 and the work surface 44 .
  • the frictional forces which cause the yarn P to wind up on the sleeve 23 increase so that the ratio n pp > n v the rotating open loop 48x drawn by dashed lines overtakes the spindle 13 in its rotation and conversely with the ratio n pp ⁇ n v the rotating open loop 48y also drawn by the dashed lines is delayed in its rotation with respect to the spindle 13 (FIG. 4).
  • the yarn P is wound onto the sleeve 23 and the slip between the yarn and the working surface 44 is reduced.
  • the spinning process is characterized by a very rapid alternation of the two phases mentioned, which continues into the continuous process in which the two phases penetrate each other.
  • n pp > n v and n pp ⁇ n v it is necessary that the tensile force in the yarn has a certain value, and not too little, where the refilling of the rotating open loop 48 could not take place with yarn, but also not too great that the tensile stress in the yarn would not cause any yarn stretching and therefore no loss of the yarn elongation required for the subsequent processing stages.
  • the rotating open loop 48 itself forms a force control means which acts on the yarn P before it is wound on the sleeve 23 of the spindle 13 .
  • n n v , ( Z. O min + 1 Z. O min - Z. O Max + 1 Z. O Max )> 1, Where O max means the largest circumference of a yarn winding 24 of the yarn on the sleeve 23 .
  • the relative movement of the rotating open loop 48 is also accompanied by a relative movement of the formed yarn P not only across the work surface 44 from its entry end 45 to its exit end 46 , but also by relative movement along the circumference of the work surface 44 , whereby this Movement has a positive effect on the yarn formed.
  • the circumferential movement of the yarn formed reduces its contact with the work surface 44 and thereby the level of reaction frictional force acting against the movement of the drawn yarn across the work surface 44 is also reduced.
  • the circumferential movement also rounds off the surface of the yarn and thereby expediently reduces its hairiness.
  • the purpose of the ventilation openings 49 in the boundary wall 29 of the boundary ring 28 is to continuously clean the radial gap 43 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 43 , which expediently supports an expansion of the yarn into the rotating open loop 48.
  • the spinning device (FIG. 1) is equipped with a foldable suction nozzle 51 and a device (not shown) for securing and releasing the housing 20 on the guide rod 21 and with a pivotable arrangement of the spindle bank 19 .
  • the spindle bank 19 with the spindles 13 is folded away into the strottled lower position. The operator looks for the end of the yarn P on the sleeve 23 and threads the necessary length of the yarn through the balloon limiter 14 , for example with a threading needle.
  • the length of the threaded yarn is trimmed during the movement of the spindle bank 19 into the working position so that it is somewhat looser in the section of the yarn formation, to compensate for the forces acting on the yarn, since the yarn is not overpowered at the moment of piecing Rotations is solidified.
  • the fiber sliver is sucked off by the outlet rollers 5 of the drafting device 4 from the suction nozzle 51 , which was folded into the working position (FIG. 1), into a storage container (not shown) for recyclable fiber material.
  • the spinning process begins by starting up the links of the rotating and winding device 3 at a ratio of n pp > n v .
  • the looser yarn in the portion of its formation is not subjected to standard tensile stress when both the working surface 44 and the spindle 13 start up, which, due to the preponderance of the centrifugal force acting on the yarn, enables the frictional force between the resulting yarn and the working surface 44 , to form the beginning of a rotating open loop 48 in the radial gap 43 , while at the same time forming a supply of newly formed and formed yarn.
  • the above procedure also applies to the removal of a yarn break.
  • the spinning machine can be used to automate the spinning process with known means for the program control of Piecing operations and yarn breakage removal be made by those on the jobs of the spinning machine arranged yarn break sensors are controlled.
  • a spinning device is shown with a variant of the rotating and winding device 3a .
  • the balloon limiter 14a is formed by a hollow rotating body 52a , the working surface 44a of which has a conical profile that widens from the inlet 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 28a with the limiting wall 29a gradually merges into the radial side wall 53a , which in turn merges again via the air gaps 54a into the funnel-shaped mouth 26a in the form of a short flange 55a of the balloon limiter 14a .
  • the limiting ring 28a is continuously connected to the side wall 30a , which is formed by a radial flange 56a of a central molded tube 57a , which is rotatably mounted in the bearings 58a of a holder 59a and through whose concentric opening 60a the spindle 13a driven by the electric motor 18a goes through with the sleeve 23a and the yarn winding 24a .
  • the holder 59a is fastened to the frame 1a by means not shown.
  • the shaped tube 57a is operated with a belt 61a by an electric motor (not shown) attached to the frame 1a .
  • the belt 61a passes through a radial groove 62a, formed between the holder 59a and the molded tube 57a , which is provided with a radial opening (not shown) for the entry and exit of the belt 61a .
  • the limiting ring 28a , the radial side wall 53a , the funnel-shaped mouth 26a and the side wall 30a delimit the orientation cavity 42a in the form of the radial gap 43a (FIGS. 5, 6).
  • the circumferential contact point 47a 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 , the exit end 46a of which is arranged on the inner edge of the short flange 55a .
  • the radial distance A of the circumferential contact point 47a from the axis 17 of the spindle 13a is less than the radial distance C of the outlet end 46a from the axis 17 of the spindle 13a.
  • the rotation of the shaped tube 57 in the direction of the arrow 63 is identical to the rotation of the balloon limiter 14a in the direction of the arrow 40 .
  • the control point 15 of the formation of the beginning of the yarn balloon 16 is alternatively formed by the guide element 64a, which is attached between the drafting device 4a and the turning and winding device 3a .
  • the shaped arm 65a of the guide member 64a is fastened to the frame 1a with fastening means not shown.
  • the rotating balloon limiter 14a is preceded by a concentric, non-rotatable balloon limiter 66a with an inner working surface 67a , which is supported by a leg 68a fastened to the frame 1a by means not shown.
  • the relationships A ⁇ C ⁇ B , D apply to the construction of the turning and winding device 3a .
  • the use of the non-rotatable balloon limiter 66a enables the use of a shorter and therefore lighter driven balloon limiter 14a .
  • the purpose of the conical profile of the working surface 44a of the balloon limiter 14a is to ensure a self-cleaning effect of the working surface 44a and to facilitate the piecing process.
  • FIG. 6 which shows a section of the turning and winding device 3a according to the plane VI-VI from FIG. 5, the rotating open loop 48x overtaking the spindle 13a in its rotation is formed at the ratio n pp > n v and rotating open loop 48y which decelerates in its rotation with respect to the spindle 13a at the ratio n pp ⁇ n v .
  • the rotating and winding device 3b has a limiting ring 28b with a limiting wall 29b , which adjoins the funnel-shaped mouth 26b in the form of a radial flange 27b via the gap 69b and goes on the one hand into the side wall 30b ended with the short flange 31b and on the other hand into the load-bearing one , flange 70b fastened to the bank 35b by means not shown.
  • the limiting ring 28b, the funnel-shaped mouth 26b and the side wall 30b delimit the orientation cavity 42b in the form of a radial gap 43b .
  • the circumferential contact point 47b is arranged 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 delayed in its rotation with respect to the spindle 13b , is formed, which is delimited radially by the boundary wall 29b of the boundary ring 28b (FIG. 8).
  • the yarn P is continuously drawn off from the rotating open loop 48y and wound onto the sleeve 23b of the spindle 13b .
  • FIG. 9 shows the spinning device with the other variant of the rotating and winding device 3c .
  • the balloon limiter 14c is driven by a basically known friction drive.
  • Each of the shaft pairs 71c parallel to the axis 17 of the spindle 13c , of which only one is shown, is mounted in a bearing 72c which is held by a holder 73c which is fastened to the frame 1c by means not shown.
  • the shaft 71c carries a pair of friction washers 74c , 75c which engage the friction shoulder 76c , 77c of the balloon restrictor 14c .
  • the pole shoes of the permanent magnets 78c , 79c , 80c are attached to the holder 73c between the bearings 72c and are attached to the shoulders 81c , 82c , 83c of the balloon limiter 14c via an air gap.
  • the arrangement of the pole shoes 78c , 79c , 80c and the shoulders 81c , 82c , 83c ensures the axial and radial stability of the balloon limiter 14c .
  • a pulley 84c is attached to the upper end of the shaft 71c and is operated by an 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 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 which is relatively radially shorter than the side wall 30 in FIG. 2, widens moderately conically in the direction from the funnel-shaped mouth 26c .
  • the outlet end 46c is arranged 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 orientation cavity 42c .
  • the control point 15 is formed by the guide member 64c attached to the shaped arm 65c attached to the frame 1c .
  • the shaped arm 65c carries a further guide member 64'c , which is arranged between the guide member 64c and the exit rollers 5c , the guide member 64c being located in the axis 17 immediately before the entry end 45c of the balloon limiter 14c .
  • the relationships A ⁇ B , C , D apply.
  • the rotating yarn P extends past the circumferential contact point 47c into the rotating open loop 48 formed by the shape of the orientation cavity 42c , with the upper branch of the rotating open loop 48 following the wall of the conical flange 87c while its lower branch from the concave boundary wall 29c passes directly onto the sleeve 23c without contact with the side wall 30c .
  • a rotating open loop is formed, the branches of which are located approximately in the radial plane.
  • the relationship A ⁇ D applies to the formation of the rotating open loop 48 .
  • the purpose of the further guide member 64'c is the desirable reduction of the yarn balloon 16 in the section between the outlet rollers 5c of the drafting device 4c and the guide member 64c.
  • 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 base of the sleeve to its base Lace arises, or through 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 yarn winding 24c forms in the orientation cavity 42c , after the circumferential contact point 47c , in such a way that in the first phase of the winding up the entire empty sleeve 23c is accommodated in the cavity of the balloon limiter 14c and that the spindle 13c then gradually decreases as the yarn winding 24c is formed, until, when the yarn winding 24c has ended, the sleeve 23c is already outside the balloon limiter 14c . Since 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 .
  • an optimal maximum thread winding can be wound onto the sleeve. It is also advantageous that the yarn winding 24c is not exposed to any ventilation influences that 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 .
  • FIG. 10 A further variant of the turning and winding device 3d is shown in FIG. 10.
  • the balloon restrictor 14d the storage and drive of which are not shown, has a funnel-shaped opening 26d which is formed by a conical flange 90d which, like the funnel-shaped opening 26c in FIG. 9, is fastened to the cylindrical end of the balloon restrictor 14d by the same means.
  • the funnel-shaped mouth 26d extends with the outlet end 46d of the working surface 44d into the limiting ring 29d , the boundary wall 28d of which, parallel to the axis 17 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 yarn winding 24d .
  • the radial circular ring 91d merges again into a conical, conically widening guide ring 94d , which is terminated with a guide edge 95d .
  • the mentioned leading edge 95d is arranged within the limiting ring 28d behind a plane (not shown) through the outlet end 46d of the working surface 44d - with regard to the direction of movement of the yarn P through the balloon limiter 14d .
  • the guide edge 95d is arranged between the outlet end 46d and the spindle 13d .
  • the orientation cavity 42d is delimited by the limiting ring 28d .
  • the yarn P 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 48 , which is delimited radially by the boundary wall 29d of the boundary ring 28d.
  • the lower return leg of this loop which runs to the sleeve 23d , is guided and braked by the guide edge 95d of the guide ring 94d .
  • the relationship A ⁇ C ⁇ B applies to the embodiment according to FIG. 10 and the relationship A ⁇ D applies to the rotating open loop 48 .
  • FIG 11 shows a variant of the rotating and winding device 3e with 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 passes through the outlet end 46e the work surface 44e is ended.
  • the balloon limiter 14e is preceded by a concentric, non-rotatable balloon limiter 66e with an inner working surface 67e .
  • the storage of the balloon limiter 14e and 66e, the drive of the balloon limiter 14e and the spindle 13e are not shown.
  • the rotating yarn P expands from the circumferential contact point 47e into the rotating open loop 48 , from which the yarn is continuously drawn off and wound onto the sleeve 23e , due to the effect of the centrifugal force caused by the mass of the yarn.
  • the back bend 50 of the rotating open loop 48 is not radially limited by any body.
  • the relationship A ⁇ C applies to the construction of the rotating and winding device 3e according to FIG. 11 and the relationships A , C ⁇ D apply to the formation of the rotating open loop 48 .
  • FIG. 12 shows the variant of the turning and winding device 3f with the balloon limiter 14f , 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 f .
  • 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 arranged behind a plane, not shown, which is laid through the outlet end 46f of the working surface 44f .
  • the construction of the rotating and winding device 3f fulfills the relationship A ⁇ C .
  • the yarn P is continuously drawn off from the formed rotating open loop 48 , the back bend 50 of which is not delimited radially by any body, braked by means of the guide edge 95f and guided to the sleeve 23f .
  • the formation of the rotating open loop 48 satisfies the relationship A ⁇ D .
  • 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 on which the sleeve 23g with the yarn winding 24g is placed, passes through the balloon limiter 14g .
  • the guide element 64g serving as a control point 15 is attached in the axis 17 of the spindle 13g .
  • the sense of rotation of the spindle 13g and the balloon limiter 14g characterize the arrows 41 , 40 .
  • the degree of fineness of the resulting yarn is determined by the mass of the yarn, which acts in the rotating open loop 48y , which rotates with a delay relative to the spindle 13g .
  • FIG. 14 - A funnel-shaped mouth 26h in the form of a conical flange 90h is placed on the end shoulder of the balloon limiter 14h .
  • the 44h entrained by the working surface yarn P extends from the peripheral address 47h in a rotating open loop 48, which is limited radially by any body and of the withdrawn yarn and is wound on the yarn winding 24 on the sleeve 23h.
  • Fig. 15 The funnel-shaped mouth 26i of the balloon limiter 14i extends into the limiting ring 28i.
  • the boundary wall 29i runs in parallel with the axis 17 of the spindle 13i and delimits the orientation cavity 42i.
  • the yarn P which is carried by the working surface 44i , extends from the circumferential contact point 47i into the rotating open loop 48 , which is delimited radially by the boundary wall 29i of the limiting ring 28i , the yarn P being continuously drawn off from the rotating open loop 48 and is wound onto the yarn winding 24i on the sleeve 23i .
  • the funnel-shaped mouth 26j is formed by a broken wall of rotation 97j , the radial part of which 98j merges into the limiting ring 28j with the limiting wall 29j , which is synchronized with the axis 17 of the spindle 13j .
  • the yarn P extends into the rotating open loop 48 , which is delimited radially by the boundary wall 29j of the limiting ring 28j , the yarn P being continuously drawn off from the rotating open loop 48 and wound onto the yarn winding 24j of the sleeve 23j becomes.
  • the shape of the broken wall of rotation 97j ensures that the upper branch of the rotating open loop 48 is in frictional contact with its inner surface.
  • the balloon restrictor 14k merges directly into the funnel-shaped mouth 26k , which is formed by a conical flange 90k , which extends into the limiting ring 28k with the limiting wall 29k , which is in line with the axis 17 of the spindle 13k.
  • the yarn P carried by the working surface 44k expands from the circumferential contact point 47k into the rotating open loop 48 , which is delimited radially by the boundary wall 29k , the yarn P being continuously drawn off from the rotating open loop 48 and onto the yarn winding 24k Sleeve 23k is wound up.
  • Fig. 18 The funnel-shaped mouth 26l in the form of a short flange 55l extends into the limiting ring 28l with the limiting wall 29l, which is in line with the axis 17 of the spindle 13l .
  • the boundary wall 29l is adjoined by the side wall 30l in the form of a concentric radial circular ring 91l , which merges into a conically tapering guide ring 94l , which ends with the guide edge 95l , which is inside the boundary ring 28l behind an unillustrated one through the outlet end 46l Working surface 44l outside the short flange 55l level, between the outlet end 46l and the boundary wall 29l is arranged.
  • the yarn P expands from the circumferential contact point 47l in the form of the rotating open loop 48 , which is delimited radially by the delimiting wall 29l of the delimiting ring 28l .
  • the yarn P is drawn off continuously from the rotating open loop 48 , braked by means of the guide edge 95l and guided to the yarn winding 24l on the sleeve 23l .
  • the leading edge 95d according to FIG. 10 enables on the one hand the guiding of the yarn P when it is wound onto the sleeve 23d and on the other hand also with the relation n pp ⁇ n v the formation of a rotating open loop 48 , which rotates with respect to the other during operation Spindle 13d delayed.
  • This possibility relates to the function of the spinning devices according to FIGS. 12 and 18.
  • FIG. 19 Another variant of the turning and winding device 3m is shown in Fig. 19.
  • the funnel-shaped mouth 26m of the balloon limiter 14m formed by the conical flange 90m, merges into a limiting ring 28m , the boundary wall 29m, through which an orientation cavity 42m is delimited, forms an obtuse angle with the inner wall of the conical flange 90m , so that the limiting wall 29m is arranged to diverge from the axis 17 of the spindle 13m .
  • the arrangement and mounting 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 arranged within the limiting ring 28m in front of a plane (not shown) which is laid through the outlet end 46m - with regard to the direction of movement of the yarn P through the balloon limiter 14m - between the outlet end 46m and the spindle 13a.
  • the relationship A> B, C, D applies to the turning and winding device 3 m .
  • the yarn P fed over the working surface 44m expands from the circumferential contact point 47m into the rotating open loop 48 , which is formed by the inner wall of the conical flange 90m and the boundary wall 29m of the boundary ring 28m .
  • the return leg of the rotating open loop 48 which is directed from the working surface 44m onto the sleeve 23m , decreases continuously as the rotating open loop 48 stretches until it touches the guide edge 95m of the guide ring 94m . This causes the backward load to brake on the leading edge 95m and a corresponding section of the yarn P to be wound onto the sleeve 23m.
  • its return branch comes to a higher position, whereby the yarn winding is interrupted.
  • this stretching and shortening of the rotating open loop 48 is repeated so quickly that a continuous process is created.
  • the spinning device can work in different rotation ratios. It proves 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. The revolutions of the rotating open loop 48 are always lower than that of the spindle 13m . This means that the rotating open loop 48 is slowed in its rotation with respect to the spindle.
  • 20 and 21 show a variant of the turning and winding device 3n with the balloon limiter 14n , which is embodied by a hollow rotating body 52n , the working surface 44n of which widens conically from the entry end 45n , which also forms the peripheral contact point 47n of the working surface 44n .
  • 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 fastened 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 101n of the boundary ring 28n and on the other hand via the functional gap 102n into the guide edge 95n of the guide ring 94n embodied by the lower radial side wall.
  • this guide edge 94n is arranged behind a plane (not shown) through the outlet end 46n between the outlet end 46n and the boundary wall 29n .
  • the guide ring 94n is axially adjustably mounted in the body 99n of the limiting ring 28n for the purpose of setting the desired height of the radial gap 43n , which ensures the guidance of the yarn P formed onto the sleeve 23n .
  • 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 28n .
  • the cleaning openings 106n are arranged on the circumference of the upper side wall of the outer cylindrical shoulder 103n , the longitudinal axes (not shown) of which run parallel to the axis 17 of the spindle 13n .
  • the orientation cavity 42n is connected by means of the functional gap 102n to the space 107n , which through the upper side wall of the outer threaded shoulder 103n of the guide ring 94n, with the wall of the inner cylindrical recess 105n of the body 99n and with the rib-shaped end 108n of the guide edge 95n of the guide ring 94n is limited.
  • the direction of rotation of the spindle 13n is indicated by the arrow 41 .
  • the relationship C ⁇ B, D applies to the construction of the turning and winding device 3n .
  • the inner wall 109n of the guide ring 94n tapers conically from the guide edge 95n, which facilitates the piecing process of the spinning unit.
  • the radial gap 43n affects the movement and guidance of the portion of the rotating open loop 48 by accurately guiding the yarn P on the sleeve 24n .
  • the air flow through the radial gap 43n, caused by the movement of the yarn P is intensely dampened by its walls. This has a positive effect on the shape of the rotating open loop 48 , particularly in the area around its back bend 50 .
  • the intensity of the force effect between the boundary wall 29n of the boundary ring 28n and the yarn P lying thereon is reduced.
  • the resulting reduction in force results in the lowering of the friction of the yarn P and reduced wear of the boundary wall 29n .
  • the spinning device can operate in different rotational ratios of the balloon limiter 14n and the spindle 13n . It proves to be very advantageous if the revolutions of the balloon limiter 14n are somewhat higher than that of the spindle 13n , they can possibly also be the same or a little lower. However, the revolutions of the rotating open loop 48 are always lower than that of the spindle 13n , which means that the rotating open loop 48 , into which the yarn P extends from the circumferential contact point 47n , is delayed in its rotation with respect to the spindle 13n .
  • the cleaning openings 106n ensure the continuous removal of dust and fiber residues arising during spinning during operation.
  • the impurities are removed from the radial gap 43n into the outside environment by means of the functional gap 102n, the space 107n and the cleaning openings 106n.
  • these cleaning openings can be arranged obliquely with their longitudinal axes with respect to the axis 17 of the spindle 13n . As a result, a pressure drop occurs between the ends of openings, which allows the removal of a larger amount of air and thereby faster movement of the impurities out of the radial gap 43n .
  • the spinning conditions for the production for example of cotton, synthetic or blended yarns, can be made of appropriate finenesses.
  • the described turning and winding devices are also suitable for twisting yarn.
  • the linear structure 110 from a supply spool 111 and the linear structure 112 from another supply spool 113 can here with the aid of means not shown in the direction of the arrows 114 and 115 to the outlet rollers 5 of the drafting device 4 and from there into the turning and winding device 3 for the purpose mutual connection are fed into the twine.

Landscapes

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Description

Technisches Sachgebiet
Die Erfindung betrifft das Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren, das auf einer Spinnvorrichtung mit einer Zuführeinrichtung für das Fasergebilde, mit einer angetriebenen Spindel für die Hülse und mit einem mit der Spindel gleichachsig angeordneten, ebenfalls angetriebenen Ballonbegrenzer, der auf seiner Innenseite eine Arbeitsoberfläche für Kontakt mit dem Garn hat, durchgeführt wird, und eine Spinnvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Aus der US-P 2,833,111 und besonders der gattungsgemäβen EP 0 496 114 A1 ist eine Spinnvorrichtung bekannt, bei der ein im Sinne der Spindelrotation angetriebener Ballonbegrenzer als ein Träger für den Ring mit dem Läufer oder für ein anderes, äquivalentes Mittel für Durchführung einer Garnkraftkontrolle vor der Garnaufwicklung auf die Hülse dient. Die Produktionsgeschwindigkeiten dieser Spinnvorrichtung sind durch eine physikalische Barriere begrenzt, die darin besteht daß die Masse des Läufers oder eines anderen, äquivalenten Mittels bei extremen Produktionsgeschwindigkeiten von Spindeln hohe Dehnungsspannung bewirkt, die den Spinnprozessverlauf sowie die Gebrauchseigenschaften des ausgesponnenen Garnes negativ beeinflußt. Während des Betriebs kommt es gleichzeitig zum starken Läuferverschleiß 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 Zentrifugalkräfte im Garn formfest war. Diese beiden Bedingungen können nur durch Verwendung von Materialien mit größerer Dichte er füllt werden, die andererseits aber ihre höhere spezifische Masse zur Folge hat. Die Läufermasse, wie schon angeführt wurde, bewirkt unerwünschte Spannungserhöhung im ausgesponnenen Garn bei steigenden Drehzahlen des zusammen mit dem Läufer rotierenden Ballonbegrenzers.
Bei einer anderen bekannten Spinnvorrichtung der oben angeführten Art (GB 2 088 907 A) ist der Ballonbegrenzer durch eine aktiv betriebene Glocke gebildet. In diesem Falle das von einem Streckwerk kommende Garn verläuft im Inneren der Glocke bis zu deren unterem Rand. An diesem unteren Rand tritt das Garn durch eine Führungsöffnung und wird dann über diesen unteren Rand auf eine Hülse gewickelt. Also wird die Garnkraftkontrolle vor der Garnaufwicklung auf die Hülse in diesem Falle mittels des unteren Glockenrandes durchgeführt. Dadurch aber, daß das Garn zuerst durch die Führungsöffnung vom Inneren der Glocke hinaus und dann über den unteren Glockenrand zurück gegen die Hülse verläuft, ensteht zwischen dem Garn und der Glocke eine große Garnumschlingung, die gegenüber der Garnbewegung einen beträchtlichen Reibungswiderstand leistet, so daß weder die Ausspinnung einiger Garnsorten noch die Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit möglich sind.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und die Spinnvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche zuverläßig alle aus der Verwendung der bekannten Garnkraftkontrolle vor der Garnaufwicklung auf die Hülse hervorgehenden Nachteile beseitigen und dadurch die Produktion eines Ringspinn- oder Ringzwirngarns von hoher Qualität auch bei extrem hohen Produktionsgeschwindigkeiten ermöglichen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das durch die Arbeitsoberfläche des Ballonbegrenzers mitgenommene Garn von dieser Arbeitsoberfläche direkt auf die Hülse als eine rotierende offene Schlinge übergeht, die sich durch die Einwirkungen der Zentrifugalkraft ausdehnt, wobei ihre Rückbiegung von der Rotationsachse der Spindel größere radiale Entfernung als diejenige Stelle auf der Arbeitsoberfläche des Ballonbegrenzers, von der sich das Garn in die rotierende offene Schlinge ausdehnt, hat. Bei diesem Verfahren wird eine sog. Garnkraftkontrolle vor der Garnaufwicklung auf die Hülse mit demselben Garn durchgeführt, und zwar mittels der rotierenden offenen Schlinge. Hier liegt der Vorteil darin, daß keine Reibungswiderstände entstehen, die das Garn in seiner schnelleren Bewegung zur Hülse begrenzen würden, so daß die Garnaufwickelgeschwindigkeit, d.h. die Spindeldrehzahl, auf entsprechende Weise erhöht werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die rotierende offene Schlinge beim Betrieb radial begrenzt wird. Durch radiale Begrenzungen kann die Größe der rotierenden offenen Schlinge, d.h. die Entfernung ihrer Rückbiegung von der Rotationsachse der Spindel reduziert werden, so daß die Produktion eines Qualitätsgarnes auch unter relativ kleinen Raumansprüchen ermöglicht wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das die rotierende offene Schlinge bildende Garn vor der Garnaufwicklung auf die Hülse angebremst wird, was vor allem durch die Wahl nicht nur der unterschiedlichen Drehzahlen, sondern auch durch die ubereinstimmenden Drehzahlen von Spindel und Ballonbegrenzer ermöglicht ist.
Die Spinnvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens enthält eine Zuführeinrichting für das Fasergebilde, eine angetriebene Spindel für die Hülse und einen mit der Spindel gleichachsig angeordneten, ebenfalls angetriebenen Ballonbegrenzer, der auf seiner Innenseite eine Arbeitsoberfläche für den Kontakt mit dem Garn hat.
Erfindungsgemäß wird bei einer derartigen Spinnvorrichtung vorgesehen, daß auf der Arbeitsoberfläche eine Umfangsanlaufstelle für den Übergang des Garnes von dieser Arbeitsoberfläche direkt auf die Hülse angeordnet ist, wobei das Garn durch die Einwirkungen der Zentrifugalkraft in Form einer rotierenden offenen Schlinge geformt wird, wobei jede beliebige Stelle der Arbeitsoberfläche, die sich in größerer Entfernung von dem Eintrittsende des Ballonbegrenzers als die angeführte Umfangsanlaufstelle befindet, in der größeren radialen Entfernung von der Rotationsachse der Spindel als diese Umfangsanlaufstelle angeordnet ist. Diese Spinnvorrichtung arbeitet nach dem Verfahren gemäß der Erfindung, wobei alle früheren egrenzungen auf dem Gebiet der sog. Garnkraftkontrolle vor der Garnaufwicklung auf die Hülse entfallen. Dadurch wird es ermöglicht, verschiedene Garnsorten zu produzieren, die wenigstens so gut wie das sog. Ringgarn sind, und dabei hohe Produktionsgeschwindigkeiten zu erreichen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Spinnvorrichtung gemäß Erfindung sind in entsprechenden Unteransprüchen angeführt.
Beschreibung 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. 1 eine Seitenansicht der schematisch dargestellten Spinnvorrichtung mit der Dreh- und Aufwickeleinrichtung in teilweisen Schnitt,
  • Fig. 2 ein Detail von der Dreh- und Aufwickeleinrichtung nach Fig. 1 in größerem Maßstab und in Axialschnitt,
  • Fig. 3 ein Detail von einem Unterteil des Ballonbegrenzers nach Fig 2 in größerem Maßstab und in Axialschnitt,
  • Fig. 4 den Schnitt längs der Linie IV-IV gemäß Fig. 3,
  • Fig. 5 eine teilweise Seitenansicht der Spinnvorrichtung mit einer Variante der Dreh- und Aufwickeleinrichtung in Axialschnitt,
  • Fig. 6 den Schnitt längs der Linie VI-VI gemäß Fig. 5,
  • Fig. 7 eine teilweise Seitenansicht der Variante von Drehund Aufwickeleinrichtung in Axialschnitt,
  • Fig. 8 den Schnitt längs der Linie VIII-VIII gemäß Fig. 7,
  • Fig. 9 eine teilweise Seitenansicht der Spinnvorrichtung mit den anderen Varianten von Dreh- und Aufwickeleinrichtung im teilweisen Schnitt,
  • Fig. 10 bis 12 die Teilansichten der Varianten von Drehund Aufwickeleinrichtungen in Axialschnitt,
  • Fig. 13 eine schematische Axonometrieansicht einer Variante von Dreh- und Aufwickeleinrichtung,
  • Fig. 14 bis 20 die Teilansichten weiterer Varianten von Dreh- und Aufwickeleinrichtungen in Axialschnitt, und
  • Fig. 21 den Schnitt längß der Linie XXI-XXI gemäß Fig. 20.
    • Die Realizationsverfahren der Erfindung
    In Fig. 1 ist die komplette Spinnvorrichtung für das Spindelspinnen, angeordnet am Rahmen 1 der Spinnmaschine, deren grundlegenden Baugruppen die Zuführeinrichtung 2 des Fasergebildes und die Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3 mit einer vorgeschalteten Kontrollstelle des Anfangs der Bildung des Garnballons bilden. Die Zuführeinrichtung 2 wird bei der Spinnvorrichtung für das Spindelspinnen durch die übliche Verzugseinrichtung 4 mit den Austrittswalzen 5 verkörpert.
    Die Verzugseinrichtung 4 ist in den verschiedensten Ausführungen bekannt vom Spindel- oder Düsenspinnen und aus weiteren Spinnsystemen, sodaß sie nicht näher beschrieben wird. Der Zweck der Verzugseinrichtung ist es, das vorgelegte Faserband so zu verarbeiten, daß am Austritt aus der Verzugseinrichtung ein Faserbändchen zur Verfügung steht, dessen Längenmasse der Längenmasse des gesponnenen Garnes P entspricht. Oberhalb der Verzugseinrichtung 4 ist am Halter 6, einstellbar an der vertikalen Stange 7, eine Vorgarnspule 8 angebracht, von der sich das Vorgarn 9 abwickelt, das über eine Führung 10 in die Vorzugseinrichtung 4 zugeführt wird. An der rechten Seite der Fig. 1 ist durch die Strichlinien eine Alternative Anordnung der Versorgung der Verzugseinrichtung 4 mit dem, aus einer Kanne 12 abgezogenen Faserband 11 angezeigt.
    Die Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3 (Fig. 1, 2) besteht aus der Spindel 13 und dem konzentrisch zur Spindel 13 angeordneten Ballonbegrenzer 14. Der Verzugseinrichtung 4 ist eine Kontrollstelle 15 des Anfangs der Bildung des Garnballons 16 des gebildeten Garnes P zugeordnet. Diese Kontrollstelle ist an der Oberfläche wenigstens einer der Austrittswalzen 5 der Verzugseinrichtung 4 als Kontrollberührung des Garnes mit der entsprechenden Austrittswalze oder den Austrittswalzen 5 angebracht. Die Anordnung der Kontrollstelle 15 im Bereich der Klemmstelle der Austrittswalzen 5 ermöglicht, daß das gebildete Garn P, ohne übliche Garnführung, aus der Verzugseinrichtung 4, direkt in die Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3, austritt.
    Der Antriebselektromotor 18 der Spindel 13 ist an der Spindelbank 19 angebracht, die mittels der Büchse 20 verschiebbar an der vertikalen Führungsstange 21 angebracht ist, die Bestandteil der bekannten, nicht eingezeichneten Einrichtung zur Hervorrufung der programmgesteuerten, vertikalen Auf und Als bewegung der Spindel 13 im Sinne des Doppelfeiles 22 ist. Die Spindel 13 kann alternativ auch mit anderen üblichen Antriebsmitteln betrieben werden, zum Beispiel mit einer Riemenübertragung.
    Auf die Spindel 13 wird eine Hülse 23 (Fig. 2) für die Garnwicklung 24 aufgesetzt. Das Programm der Bewegung der Spindelbank 19 im Sinne des Doppelfeiles 22 wird durch die Wahl der Garnwicklung 24 bestimmt. Bei einer alternativen, nicht eingezeichneten, kinematisch umgekehrten Anordnung der Spindel 13 und des Ballonbegrenzers 14, ist die Spindel am Rahmen 1 unbeweglich befestigt, während der Ballonbegrenzer 14 eine wertikale Bewegung entlang der Spindel 13 ausführt.
    Der Ballonbegrenzer 14 wird zum Beispiel aus einen hohlen Zylinder 25 gebildet, der an der, von der Kontrollstelle 15 abgewendeten Seite eine trichterförmige Mündung 26 in Form eines radialen Flansches 27 hat. Der Ballonbegrenzer 14, resp. die trichterförmige Mündung 26 geht in einen zur Achse 17 der Spindel 13 konzentrischen Begrenzungsring 28 über, der auf seiner Innenseite eine Begrenzungswand 29, vorteilhafterweise mit konkavem Profil, trägt. Diese Begrenzungswand 29 geht in die Seitenwand 30 über, die im wesentlichen parallel mit dem radialen Flansch 27 verläuft und mit einem kurzen Flansch 31 beendet ist, der die Öffnung für den Durchgang der Spindel 13 und der Hülse 23 mit der Garnwicklung 24 (Fig. 2, 3) festlegt.
    Der Zylinder 25 ist drehbar angebracht auf aerostatischen oder Walzenlagern 32 in einer zweiteiligen Büchse 33, deren Flansch 34 mit nicht eingezeichneten Mitteln an der Bank 35 befestigt ist, die mittels nicht eingezeichneten Mitteln am Rahmen 1 der Spinnvorrichtung befestigt ist. Der Ballonbegrenzer 14, der durch die konzentrische Öffnung 36 der Bank 35 durchgeht, wird durch den Riemen 37 von dem, am Rahmen 1 befestigten Elektromotor 38 angetrieben (Fig. 1). Die zweiteilige Büchse 33 hat eine innere radiale Rille 39 mit einer nicht eingezeichneten radialen Öffnung zum Eintritt und Austritt des Riemens 37. Die Rotation des Ballonbegrenzers 14 im Sinne des Pfeiles 40 ist gleichläufig mit der Rotation der Spindel 13 im Sinne des Pfeiles 41. Der Zylinder 25 kann gegebenfalls als Rotor des Antriebselektromotors hergestellt werden oder er kann durch eine angetriebene Reibungsrolle u.ä. angetrieben werden. Der Begrenzungsring 28, die trichterförmige Mündung 26 des Ballonbegrenzers 14 und die Seitenwand 30 begrenzen den Orientierungshohlraum 42, der die Form eines Radialspaltes 43 (Fig. 3) hat. Der Zweck des Orientierungshohlraums 42 wird noch erklärt werden.
    Der Ballonbegrenzer 14 hat eine innere Arbeitsoberfläche 44 für den Kontakt mit dem Garn P, der sich zwischen dem Eintrittsende 45 und dem Austrittsende 46 (Fig. 2) verwirklicht. Die Arbeitsoberfläche 44 ist der Teil der Oberfläche des Hohlraumes des Ballonbegrenzers 14, gegen den das gebildete Garn durch die Fliehkraft gedrückt wird und mit der dieses Garn mitgenommen wird. Das Austrittsende 46 ist an der Arbeitsoberfläche 44 in dem größten Durchmesser der Begrenzungswand 29 angeordnet (Fig. 2, 3). Für den Zweck der Erfindung sind auch andere Formen der Arbeitsoberfläche 44 im zylindrischen Teil des Ballonbegrenzers 14 geeignet. Zum Beispiel: die Arbeitsoberfläche ist im Mittelteil zu einer Muffe geformt, die sich in der Richtung zum Eintrittsende auf einer Seite und zum Austrittsende auf der anderen Seite kegelförmig 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 Gewährleistung einer niedrigen Reibung gegenüber dem Garn hat und daß sie eine hohe Wiederstandsfähigkeit gegen Abnutzung aufweist. Die Arbeitsoberfläche kann gegebenenfalls zur Herabsetzung der Reibungseigenschaften gegenüber dem Garn mit einer Rille oder einer Formrippe zur Bildung von Ventilationswirkungen versehen werden, die den direkten Kontakt des Garnes mit der Arbeitsoberfläche des Ballonbegrenzers zweckmäßig herabsetzen, allerdings unter der Bedingung, daß die Arbeitsoberfläche noch im Stande ist, das Garn, das sie durchläuft, durch die Reibung mitnehmen.
    An der Arbeitsoberfläche 44 ist eine Umfangsanlaufstelle 47, zum Übergang des Garnes P aus der Arbeitsoberfläche 44 in die rotierende offene Schlinge 48, abgegrenzt, die durch die Fliehkraft gebildet wird, wie noch weiter erklärt werden wird. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die Umfangsanlaufstelle 47 im Übergangsbereich des Hohlraums vom Zylinder 25 in die trichterförmige Mündung 26 angeordnet, das den kleinsten Durchmesser der Arbeitsoberfläche 44 des Ballonbegrenzers 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 P durch den Ballonbegrenzer 14 hindurch, angeordnet werden. Die radiale Entfernung A der Umfangsanlaufstelle 47 von der Achse 17 der Spindel 13 ist geringer als die radiale Entfernung B der Begrenzungswand 29 des Begrenzungsringes 28 von der Achse 17 der Spindel 13, wobei diese radiale Entfernung B gleich der radialen Entfernung C des Austrittsendes 46 von der Achse 11 der Spindel 13 ist (Fig. 3, 4). In den Fig. 3 und 4 ist der Begrenzungsring 28 mit radialen oder tangentialen Ventilationsöffnungen 49 abgebildet (wegen einer Vereinfachung der Fig. ist nur eine Ventilationsöffnung 49 eingezeichnet), deren Zweck noch erklärt werden wird. Der Sinn der Rotation der Spindel 13 und des Ballonbegrenzers 14 gemäß der Pfeile 40, 41 ist grundsätzlich gleichlaufend.
    Oben ist es angeführt, daß der Ballonbegrenzer 14 in den Begrenzungsring 28 übergeht. Laut Anspruch 6 schließt an der Ballonbegrenzer 14, im Bewegungssinne des Garnes P durch den Ballonbegrenzer 14 hindurch, ein lagestabiler und mit der Spindel 13 konzentrischer Begrenzungsring 28 an. Das Wort "anschließt" bedeutet, daß der Begrenzungsring 28 entweder fest mit dem Ballonbegrenzer 14 verbunden ist, wie aus der Fig. 1 bis 3 hervorgeht, oder selbständig und zwar entweder fest oder beweglich mit eigenem Antrieb, wie noch weiter angeführt werden wird, angeordnet ist.
    Die Spinnvorrichtung gemäß Fig. 1 bis 4 arbeitet folgendermaßen:
    Aus der Verzugseinrichtung 4, in die das, von der Vorgarnspule 8 abgewickelte Vorgarn 9 zugeführt wird, tritt ein Faserbändchen mit dem Längengewicht des resultierenden Garnes aus. Das Fasergebilde wird unmittelbar nach der Klemmstelle der Austrittswalzen 5 von Verzugseinrichtung 4 durch Drehugen verfestigt, die dem Fasergebilde einerseits durch die Wirkung der Drehung des Anfangs des Garnes P auf der Hülse 23 durch die Umdrehungen (nv) der Spindel 13 und andererseits durch zusätzliche Drehungen, hervorgerufen durch die Umdrehungen (npp) der Arbeitsoberfläche 44, über die sich das, von ihr mitgenommene Garn P bewegt, erteilt werden. Eine Folge der Umdrehungsbeziehung der Spindel 13 und des Ballonbegrenzers 14 ist ein höherer Drall in dem Garn P, in seinem Abschnitt zwischen der Klemmstelle der Austrittswalzen 5 und dem Austrittsende 46 der Arbeitsoberfläche 44 (Fig. 2). Der Anfang des 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 Drehungsdreieck eingezogen wird, dessen Scheitelpunkt die tatsächliche Stelle des Anfangs des gebildeten Garnballons ist. Zur Vereinfachung kann dieser kleine Teil der Länge im angeführten Garnabschnitt vernachlässigt werden.
    Nach der Umfangsanlaufstelle 47 dehnt sich das rotierende Garn, infolge der Wirkung des Gleichgewichtes zwischen der Fliehkraft, hervorgerufen durch das Gewicht des Garnes, der Reaktionsreibungskraft des Garnes bei seiner Bewegung über die Arbeitsoberfläche 44 und der Reaktionsaufwickelungskraft, in die rotierende offene Schlinge 48 aus und tritt in den Radialspalt 43 ein, in dem es radial durch die Begrenzungswand 29 begrenzt ist, über die sich die Rückbiegung 50 der rotierenden offenen Schlinge 48 bewegt. Durch den Anfang der rotierenden offenen Schlinge 48 wird die soeben erwähnte Umfangsanlaufstelle 47 abgegrenzt. Die Ausdehnung, resp. Formgebung der rotierenden offenen Schlinge 48 wird gewissermaßen auch durch die pneumatischen Kräfte beeinflußt, die in der Bildungsstelle der Schlinge wirken. Da diese pneumatischen Kräfte für die Bildung der rotierenden offenen Schlinge unwesentlich sind, werden sie in der Beschreibung nicht näher erklärt.
    Durch radiale Entfernung D der Rückbiegung 50 der rotierenden offenen Schlinge 48 von der Achse 17 der Spindel 13, die größer ist als die radiale Entfernung A, wird die Größe der Fliehkraft beeinflußt, durch deren Wirkung sich die rotierende offene Schlinge 48 formt.
    Im Radialspalt 43, in dem sich das Garn P zwecks richtigen Einführung auf die Hülse 23 in die rotierende offene Schlinge 48 zu formen beginnt, verändert sich das ursprünglich höher gedrehte Garn so, daß der ursprünglich überschüssige Drall verloren geht. Der Abschnitt des umgeformten Garnes beginnt zwischen dem Austrittsende 46 und der Hülse 23, auf die das resultierende Garn P mit dem gewünschten Drall Z aufgewickelt wird. Es ist daher sowohl das gebildete als auch das umgeformte Garn P durch den zusätzlichen Drall mehr verfestigt, was zur Erzielung einer sehr hohen Produktivität des Garnes genutzt wird. Diese Produktivität kann bedeutend höher sein als bei der Spitzenproduktivitäten des Ringsspinnens und es ist daher klar, daß die Spindel extrem hohe Umdrehungen haben kann, wobei das resultierende Garn den Charakter des klasischen Ringgarnes und sogar auch weitere Vorteile in der Oberflächemstruktur hat, wie noch erwähnt werden wird.
    Der Zweck des Orientierungshohlraums 42, vor allem des Radialspaltes 43, ist Lageorientierung der rotierenden offenen Schlinge 48 in Übereinstimmung mit der Garnwindungslegung auf die Hülse 23.
    Beim Anlaufen der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3 bildet sich durch den Einfluß der Fliehkräfte, hervorgerufen durch die Masse des Garnes, die rotierende offene Schlinge 48, die das durch die Verzugseinrichtung 4 gelieferte Fasergebilde verbraucht und sich immer mehr ausdehnt und ihre Rückbiegung 50 entfernt sich von der Achse 17 der Spindel 13. Die rotierende offene Schlinge 48 und die Spindel 13 rotieren in gleichlaufenden Umdrehungen, wobei zwischen dem Garn P und der Arbeitsoberfläche 44 ein Radialschlupf entsteht, der den Unterschied in der Umdrehungen zwischen der Spindel 13 und der Arbeitsoberfläche 44 ausgleicht.
    Dies ist die erste Phase, bei der das Garn noch nicht auf die Hülse 23 aufgewickelt wird. In der nachfolgenden zweiten Phase kommt es mit Erweiterungen der Entfernung der Rückbiegung 50 der rotierenden offenen Schlinge 48 von der Achse 17 zum Einsteigen der Reibungskräfte, die die Aufwickelung des Garnes P auf die Hülse 23 verursachen, und zwar so, daß bei dem Verhältnis npp > nv die durch Strichlinien gezeichnete rotierende offene Schlinge 48x in ihrer Rotation die Spindel 13 überholt und umgekehrt bei dem Verhältnis npp < nv sich die auch durch die Strichlinien gezeichnete rotierende offene Schlinge 48y in ihrer Rotation gegenüber der Spindel 13 verzögrt (Fig. 4). Bei dieser zweiten Phase wird das Garn P auf die Hülse 23 aufgewickelt und der Schlupf zwischen dem Garn und der Arbeitsoberfläche 44 verkleinert.
    Der Spinnprozeß ist durch ein sehr schnelles Wechseln von beiden erwähnten Phasen charakterisiert, das bis ins kontinuierliche Prozeß übergeht, bei dem zum gegenseitigen Durchdringen beider Phasen kommt. Bei beiden Umdrehungsverhältnissen npp > nv und npp < nv ist es notwendig, daß die Zugkraft im Garn einen bestimmten Wert hat, und das keinen zu geringen, wo sich die Nachfüllung der rotierenden offenen Schlinge 48 mit Garn nicht vollziehen könnte, aber auch keinen zu großern, daß die Zugspannung im Garn keine Garnverstreckung und dadurch keinen Verlust der für folgende Verarbeitungsstufen notwendigen Garndehnung verursachen würde.
    Für die rotierende offene Schlinge 48, die bei ihrer Rotation die Spindel 13 überholt oder sich in ihrer Rotation gegenüber der Spindel 13 verzögert, ist ihre offene Form charakteristisch, die durch Kraftwirkungen auf das Garn hervorgerufen wird. Die auf das Garn wirkenden Kräfte sind durch viele Faktoren beeinflußt, vor allem durch die Geschwindigkeiten der Spindel 13 und des Ballonbegrenzers 14, sowie die Reibungseigenschaften und die Form der Arbeitsoberfläche 44 sowie anderer Bestandteile, mit deren das Garn in Berührung kommt.
    Aus dem Obenangeführten geht hervor, daß die rotierende offene Schlinge 48 selbst ein Kraftkontrollmittel bildet, das auf das Garn P vor seinem Aufwickeln auf die Hülse 23 der Spindel 13 einwirkt.
    Die Wahl der Umdrehungen npp gegenüber nv ist bei einem Verhältnis von npp > nv abhängig von der technologischen Praxis bei dem Spinnen von verschiedenen Feinheiten des Garnes und von den Anforderungen an die resultierenden Dralleigenschaften des Garnes.
    Voraussetzung dafür, daß der Spinnprozeß bei einem günstigen Verhältnis von npp > nv noch zufriedenstellend verläuft, ist, daß die Umdrehungen npp wenigstens den Wert von der Beziehung npp = nv . Z . Omin + 1Z . Omin hat, wobei
  • Omin der minimale Umfang einer Garnwickldung 24 auf der Hülse 23 bedeutet, oder mit anderen Worten, der kleinste Umfang der Hülse 23 in dem, zum Aufwickeln des Garnes bestimmten Bereich, und
  • Z bedeutet die Anzahl der Drehungen, die in eine Längeneinheit des Garnes eingebracht wird.
    • Im Extremfall des Verhältnisses von npp > nv 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 n = nv . (Z . Omin + 1Z . Omin - Z . Omax + 1Z . Omax ) >1, wo
    Omax der größte Umfang einer Garnwicklung 24 des Garnes auf der Hülse 23 bedeutet.
    Aus dem angeführten geht hervor, daß es auch bei einem Grenzensfall des gewählten Verhältnisses, nähmlich einem minimalen Unterschied zwischen npp und nv, praktisch im gesamten Prozeß der Entstehung der Garnwicklung 24 auf der Hülse 23, besonders einer kegelförmigen, zu einer relativen Bewegung der rotierenden offenen Schlinge 48 gegenüber der Arbeitsoberfläche 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 Arbeitsoberfläche 44 von ihrem Eintrittsende 45 zu ihrem Austrittsende 46, sondern auch von relativen Bewegung entlang des Umfanges der Arbeitsoberfläche 44, begleitet, wobei diese Bewegung auf das gebildete Garn positiv einwirkt. Die Umfangsbewegung des gebildeten Garnes setzt seine Kontaktberührung mit der Arbeitsoberfläche 44 herab und dadurch wird auch das Niveau der Reaktionsreibungskraft, die gegen die Bewegung des gezogenen Garnes quer über die Arbeitsoberfläche 44 wirkt, herabgesetzt. Die Umfangsbewegung rundet gleichzeitig die Oberfläche des Garnes ab und setzt dadurch zweckmäßig seine Haarigkeit herab.
    Unter gewissen Bedingungen, besonders bei einem größeren gewählten Unterschied zwischen npp und nv kommt es auch zu einem teilweisen Rollen des gebildeten Garnes, das es noch zusätzlich vorübergehend verfestigt, besonders in seinem Abschnitt zwischen der Kontrollstelle 15 und der Begrenzungswand 29 des Begrenzungsringes 28. Das Garn in der rotierenden offenen Schlinge 48 kommt jedoch nicht in intensive mechanische Kontakte, sodaß es zu keiner Bündelbildung der Oberflächenfasern des Garnes kommt, die sonst zu einer höheren unerwünschten Steifheit des Garnes führen würde.
    Zweck der Ventilationsöffnungen 49 in der Begrenzungswand 29 des Begrenzungsringes 28 ist eine kontinuierliche Reinigung des Radialspaltes 43 von Resten freier Fasern und anderen Verunreinigungen, die in diesen Raum beim Spinnprozeß eingetragen werden. Gleichzeitig bilden diese Ventilationsöffnungen eine zusätzliche Luftströmung in der Radialspalte 43, die zweckmäßig einer Ausdehnung des Garnes in die rotierende offene Schlinge 48 unterstützt.
    Für die Operation des Anspinnens ist die Spinnvorrichtung (Fig.1) mit einem umklappbaren Saugstutzen 51 und einer nicht eingezeichneten Vorrichtung zur Absicherung und Entsicherung des Gehäuses 20 an der Führungsstange 21 und mit einer schwenkbaren Anordnung der Spindelbank 19 ausgestattet. Nach Anhalten des Ballonbegrenzers 14 und der Spindel 13, wird die Spindelbank 19 mit den Spindeln 13 in die striechlierte untere Lage weggeklappt. Die Bedienung such auf der Hülse 23 das Ende des Garnes P und fädelt die notwendige Länge des Garnes, zum Beispiel mit einer Einfädelnadel, durch den Ballonbegrenzer 14 durch. Die Länge des durchgefädelten Garnes wird bei der Bewegung der Spindelbank 19 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 Anspinnens nicht durch eine Überzahl an Drehungen verfestitgt ist. Über die ganze Zeit dieser Manipulationen wird das Faserband von den Austrittwalzen 5 der Verzugseinrichtung 4 vom Saugstutzen 51, der in Arbeitsstellung geklappt wurde (Fig. 1), in eine nicht eingezeichneten Vorratsbehälter für recyklierbares Fasermaterial abgesaugt. Nach dem üblichen Anschluß des Garnes an das austretende Band, beginnt der Spinnprozeß durch Anlaufen der Glieder der Dreh-und Aufwickeleinrichtung 3, bei einem Verhältnis von npp > nv. Das losere Garn im Abschnitt seiner Bildung ist beim Anlaufen sowohl der Arbeitsoberfläche 44, als auch der Spindel 13, nicht stadardmäßig zugbelastet, was infolge des Übergewichtes der, auf das Garn wirkenden Fliehkraft über die Reibungskraft zwischen dem entstehenden Garn und der Arbeitsoberfläche 44, ermöglicht, den Anfang einer rotierenden offenen Schlinge 48 im Radialspalt 43, bei gleichzeitiger Bildung eines Vorrates an neu gebildeten und umgeformten Garn zu bilden. Der angeführte Vorgang gilt auch bei der Beseitigung eines Garnbruchs.
    Zwecks Automatisierung des Spinnprozeß kann die Spinnmaschine mit bekannten Mitteln für die Programmsteuerung von Anspinnungsoperationen und Garnbruchbeseitigungen ausgestattet werden, die durch die auf den Arbeitsstellen der Spinnmaschine angeordneten Garnbruchfühler gesteuert sind.
    Die Bezugszeichen A, B, C, D, die die Radialentfernung der Umfangsanlaufstelle 47 (A), der Begrenzungswand 29 (B), des Austrittsendes 46 (C) und der Rückbiegung 50 der rotierenden offenen Schlinge 48 (D) von der Achse 17 der Spindel 13 bedeuten, sind in Fig. 3 und 4 dargestellt und im Text zu diesen Figuren angeführt. Diese Bezugszeichen sind auch in weiteren Figuren und im nachfolgenden Text verwendet.
    In Fig. 5 und im entsprechenden Schnitt in Fig. 6 ist eine Spinnvorrichtung dargestellt mit einer Variante der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3a. Der Ballonbegrenzer 14a wird durch einen hohlen Rotationskörper 52a gebildet, dessen Arbeitsoberfläche 44a ein, sich vom Eintrittsende 45a erweiterndes konisches Profil hat. Die Lagerung und der Antrieb des Ballonbegrenzers 14a sind identisch mit der Ausführung des Ballonbegrenzers 14 gemäß Fig. 2, sodaß die entsprechenden Bezugszahlen der Bestandteile in Fig. 5 mit dem Index a versehen sind.
    Der Begrenzungsring 28a mit der Begrenzungswand 29a geht allmählich in die radiale Seitenwand 53a über, die ihrerseits wieder über die Luftspalte 54a in die trichterförmige Mündung 26a in Form eines kurzen Flansches 55a des Ballonbegrenzers 14a übergeht. An der Gegenseite schließt an den Begrenzungsring 28a ununterbrochen die Seitenwand 30a an, die durch einen Radialflansch 56a eines zentrischen Formrohres 57a gebildet wird, das drehbar in den Lagern 58a eines Halters 59a gelagert ist und durch dessen konzentrische Öffnung 60a die vom Elektromotor 18a angetriebene Spindel 13a mit der Hülse 23a und der Garnwicklung 24a durchgeht. Der Halter 59a ist mit nicht eingezeichneten Mitteln am Rahmen 1a befestigt.
    Das Formrohr 57a wird mit einem Riemen 61a von einem nicht eingezeichneten, am Rahmen 1a befestigten Elektromotor betrieben. Der Riemen 61a geht durch eine radiale Rille 62a, gebildet zwischen dem Halter 59a und dem Formrohr 57a, die mit einer nicht eingezeichneten radialen Öffnung zum Ein- und Austritt des Riemens 61a versehen ist. Der Begrenzungsring 28a, die radiale Seitenwand 53a, die trichterförmige Mündung 26a und die Seitenwand 30a begrenzen den Orientierunghohlraum 42a in Form des Radialspaltes 43a (Fig. 5, 6). Die im engsten Durchmesser der Arbeitsoberfläche 44a des Ballonbegrenzers 14a angeordnete Umfangsanlaufstelle 47a ist identisch mit dem Eintrittsende 45a der Arbeitsoberfläche 44a, deren Austrittsende 46a an der inneren Kante des kurzen Flansches 55a angeordnet ist. Die radiale Entfernung A der Umfangsanlaufstelle 47a von der Achse 17 der Spindel 13a ist geringer als die radiale Entfernung C des Austrittsendes 46a von der Achse 17 der Spindel 13a.
    Die Rotation des Formrohres 57 im Sinne des Pfeiles 63 ist identisch mit der Rotation des Ballonbegrenzers 14a im Sine des Pfeiles 40. Die Kontrollstelle 15 der Bildung des Beginnes des Garnballons 16 ist alternativ durch das, zwischen der Verzugseinrichtung 4a und der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3a angebrachte Führungsorgan 64a gebildet. Der geformte Arm 65a des Führungsorganes 64a ist mit nicht eingezeichneten Befestigungsmitteln am Rahmen 1a befestigt.
    Dem rotierenden Ballonbegrenzer 14a ist ein konzentrischer nicht drehbarer Ballonbegrenzer 66a mit einer inneren Arbeitsoberfläche 67a vorgeschaltet, der durch einen, mit nicht eingezeichneten Mitteln am Rahmen 1a befestigten Schenkel 68a getragen wird. Für die Konstruktion der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3a gelten die Beziehungen A < C < B, D. Durch den Einsatz des nicht drehbares Ballonbegrenzers 66a wird jedoch der Verwendung eines kürzeren und dadurch auch leichteren angetriebenen Ballonbegrenzers 14a ermöglicht..
    Der Spinnprozeß an der Spinnvorrichtung gemäß Fig. 5 verläuft zum Beispiel bei den Umdrehungsverhältnissen der von npp > nv und np = npp ± δn, wobei
  • np die Umdrehungen des Begrenzungsringes 28a bedeutet und
  • δn der empirisch bestimmte Wert der Umdrehung bedeutet, die die fysikalischen Eigenschaften des Garnes, eines qualitativ hochstehenden Spinnvorganges, positiv beeinflußt.
    • Das ballonbildende Garn P, das durch den nicht drehbaren Ballonbegrenzer 66a geht, beginnt bereits von der Umfangsanlaufstelle 47a an, sich in eine rotierende offene Schlinge 48 auszudehnen, wobei die Bildung des Garnes im wesentlichen identisch verläuft wie an der Spinnvorrichtung gemäß Fig. 2. Für die Bildung der rotierenden offenen Schlinge 48 dann die Bezihung A < D gilt.
    Zweck des konischen Profils der Arbeitsoberfläche 44a des Ballonbegrenzers 14a ist die Gewährleistung einer selbstreinigenden Wirkung der Arbeitsoberfläche 44a und eine Erleichterung des Anspinnprozesses.
    In Fig. 6, die einen Schnitt der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3a gemäß der Ebene VI-VI aus Fig. 5 darstellt, bildet sich die die Spindel 13a in ihrer Rotation überholtende rotierende offene Schlinge 48x bei dem Verhältnis npp > nv und die sich in ihrer Rotation gegenüber der Spindel 13a verzögernde rotierende offene Schlinge 48y bei dem Verhältnis npp < nv.
    In Fig. 7 und 8 ist eine andere Dreh- und Auwickeleinrichtung 3b dargestellt, wobei die den Teilen gemäß Fig. 2 entsprechenden Teile gleiche Bezugsnummern mit dem Index "b" haben. Die Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3b hat einen Begrenzungsring 28b mit Begrenzungswand 29b, der über der Lücke 69b an die trichterförmige Mündung 26b in Form eines radialen Flansches 27b anschließt und geht einerseits in die, mit dem kurzen Flansch 31b beendete Seitenwand 30b und andererseits in den tragenden, mit nicht eingezeichneten Mitteln an die Bank 35b befestigten Flansch 70b über. Der Begrenzungsring 28b, die trichterförmige Mündung 26b und die Seitenwand 30b begrenzen den Orientierungshohlraum 42b in Form eines Radialspaltes 43b. Die Umfangsanlaufstelle 47b ist im Übergang der zylinderförmigen Wand der Arbeitsoberfläche 44b in den Radialflansch 27b angeordnet, wobei das Austrittsende 46b der Arbeitsoberfläche 44b am Ende des Radialflansches 27b angebracht ist. In diesem Fall gilt die Beziehung A < C < B.
    Beim Spinnprozeß wird beim Verhältnis von npp < nv die sich in ihrer Rotation gegenüber der Spindel 13b verzögerte rotierende offene Schlinge 48y gebildet, die radial durch die Begrenzungswand 29b des Begrenzungsringes 28b (Fig. 8) begrenzt wird. Aus der rotierenden offenen Schlinge 48y wird das Garn P kontinuierlich 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 29b des nicht rotierenden Begrenzungsringes 28b. Für die Bildung der rotierenden offenen Schlinge 48b gilt die Beziehung A < D.
    In Fig. 9 ist die Spinnvorrichtung mit der anderen Variante der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3c dargestellt. Der Ballonbegrenzer 14c wird angetrieben durch einen im Grunde bekannten Reibungsantrieb. Jedes der, mit der Achse 17 der Spindel 13c paralellen Wellenpaare 71c, von denen nur eines dargestellt ist, ist in einem Lager 72c gelagert, das von einem, mit nicht eingezeichneten Mitteln am Rahmen 1c befestigten 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 permanenten Magneten 78c, 79c, 80c angebracht, die über eine Luftlücke an die Absätze 81c, 82c, 83c des Ballonbegrenzers 14c angesetzt sind. Die Anordnung der Polschuhe 78c, 79c, 80c und der Absätze 81c, 82c, 83c gewährleistet die axiale und radiale Stabilität des Ballonbegrenzers 14c. Am oberen Ende der Welle 71c ist eine Riemenscheibe 84c aufgesetzt, die über einem Riemen 85c von einem nicht eingezeichneten Elektromotor betrieben wird. Die, an der Spindelbank 19c befestigte Spindel 13c wird mittels einer Riemenübersetzung 86c betrieben.
    Der Begrenzungsring 28c geht einerseits in die, durch den kegelförmigen Flansch 87c gebildete trichterförmige Mündung 26c, und andererseits in die Seitenwand 30c über, die mit der Öffnung zum Durchgang der Spindel 13c und der Hülse 23c mit der Garnwicklung 24c versehen ist. Die Seitenwand 30c, die relativ radial kürzer ist als die Seitenwand 30 in Fig. 2, erweitert sich mäßig kegelförmig in der Richtung von der trichterförmigen Mündung 26c. Das Austrittsende 46c ist im größten Durchmesser der konkaven Begrenzungswand 29c angeordnet.
    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 begrenzen den Orientierungshohlraum 42c. Die Kontrollstelle 15 wird durch das Führungsorgan 64c gebildet, das am geformten Arm 65c befestigt ist, der am Rahmen 1c angebracht ist. Der geformte Arm 65c trägt ein weiteres Führungsorgan 64'c, der zwischen dem Führungsorgan 64c und den Austrittswalzen 5c angeordnet ist, wobei das Führungsorgan 64c in der Achse 17 unmittelbar vor dem Eintrittsende 45c des Ballonbegrenzers 14c situier ist. Bei der Ausführung gemäß Fig. 9 gelten die Beziehungen A < B, C, D.
    Das rotierende Garn P dehnt sich nach der Umfangsanlaufstelle 47c in die rotierende offene Sclinge 48 aus, die durch die Form des Orientierungshohlraumes 42c geformt wird, wobei der obere Ast der rotierenden offenen Schlinge 48 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 Radialspalte 43, 43a, 43b eine rotierende offene Schlinge, deren Äste sich ungefähr in der radialen Ebene befindet. Für die Bildung der rotierenden offenen Schlinge 48 gilt die Beziehung A < D.
    Zweck des weiteren Führungsorganes 64'c ist die wünschenswerte Reduktion des Garnballons 16 im Abschnitt zwischen den Austrittswalzen 5c der Verzugseinrichtung 4c und dem Führungsorgan 64c.
    Die Garnwicklung 24c auf der Hülse 23c bildet sich entweder durch übliches Wickeln, bei dem, beim Fuß der Hülse, erst ein kegelförmiger Untergrund aufgewickelt wird, auf den dann weiter parallel weitere kegelförmige Schichten aufgewickelt 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, als den größten Durchmesser der Hülse 23c. Ihr geringstes gegenseitiges Spiel wird so gewählt, das durch dieses das Garn frei durchgehen kann, das über die Arbeitsoberfläche 44c in die rotierende offene Schlinge 48 zugeführt wird. Die Garnwicklung 24c bildet sich im Orientierungshohlraum 42c, nach der Umfangsanlaufstelle 47c so, daß in der ersten Phase der Aufwickelung die ganze leere Hülse 23c im Hohlraum des Ballonbegrenzers 14c untergebracht wird und daß dann allmählich bei der Bildung der Garnwicklung 24c die Spindel 13c Programmässig 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 Durchmesser des Ballonbegrenzers kann auf die Hülse eine optimale maximale Garnwicklung aufwickeln. 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 minimalem Durchmesser der Arbeitsoberfläche 44c und optimalem maximalem Durchmesser der Garnwicklung 24c.
    In Fig. 10 ist eine weitere Variante der Dreh- und Aufwickleinrichtung 3d gezeigt. Der Ballonbegrenzer 14d, dessen Lagerung und Antrieb nicht eingezeichnet sind, hat eine trichterförmige Mündung 26d, die durch einen kegelförmigen Flansch 90d gebildet wird, der wie die trichterförmige Mündung 26c in Fig. 9 mit den gleichen Mitteln am zylinderförmigen Ende des Ballonbegrenzers 14d befestigt ist. Die trichterförmige Mündung 26d, beziehungsweise der kegelförmige Flansch 90d, reicht mit dem Austrittsende 46d der Arbeitsoberfläche 44d in den Begrenzungsring 29d, dessen Begrenzungswand 28d, die parallel mit der Achse 17 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 konzetrischer Öffnung 93d für den Durchgang der Spindel 13d und der Hülse 23d mit der Garnwicklung 24d befestigt ist. Der radiale Kreisring 91d geht wieder in einen konzetrischen kegelförmig sich erweiternden Führungsring 94d über, der mit einer Führungskante 95d beendet ist. Die angeführte Führungskante 95d ist innerhalb des Begrenzungsringes 28d hinter einer nicht eigezeichneten durch das Austrittsende 46d der Arbeitsoberfläche 44d gelegene Ebene - hinsichtlich der Bewegungsrichtung des Garns P durch den Ballonbegrenzer 14d - angeordnet. Die Führungskante 95d, deren Durchmesser für den Durchgang der Hülse 23d mit Garnwicklung 24d dimensiert wird, ist zwischen dem Austrittsende 46d und der Spindel 13d angeordnet. Durch den Begrenzungsring 28d ist der Orientierungshohlraum 42d begrenzt.
    Beim Betrieb dehnt sich das von der Arbeitsoberfläche 44d mitgetragene Garn P aus der Umfangsanlaufstelle 47d entlang der Wand der trichterförmigen Mündung 26d in die rotierende offene Schlinge 48 aus, die radial von der Begrenzungswand 29d des Begrenzungsringes 28d begrenzt wird. Der zur Hülse 23d laufende untere Rückast dieser Schlinge wird durch die Führungskante 95d des Führungsringes 94d geführt und angebremst. orientiert. Bei einem gewissen Wert der Reibungskräfte, die auf die rotierende offene Schlinge 48 an der Führungskante 95d des Führungsringes 94d wirkt, kann eine entsprechende Bremswirkung ausgeübt werden, die auch das Umdrehungsverhältnis npp = nv ermöglicht. Bei der Ausführung gemäß Fig. 10 gilt die Beziehung A < C < B und für die rotierende offene Schlinge 48 die Beziehung A < D.
    Fig. 11 stellt eine Variante der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3e mit dem, aus einem Hohlzylinder 25e gebildeten Ballonbegrenzer 14e dar. Die Arbeitsoberfläche 44e geht über die Umfangsanlaufstelle 47e in die trichterförmige Mündung 26e in Form eines kurzen Flansches 55e über, der durch das Austrittsende 46e der Arbeitsoberfläche 44e beendet wird. Dem Ballonbegrenzer 14e ist ein konzentrischer nicht drehbarer Ballonbegrenzer 66e mit einer inneren Arbeitsoberfläche 67e vorgeschaltet. Die Lagerung der Ballonbegrenzer 14e und 66e, der Antrieb des Ballonbegrenzers 14e und der Spindel 13e sind nicht eingezeichnet.
    Das rotierende Garn P dehnt sich durch die Wirkung der Fliehkraft, hervorgerufen durch die Masse des Garnes, von der Umfangsanlaufstelle 47e in die rotierende offene Schlinge 48 aus, aus der das Garn kontinuierlich abgezogen und auf die Hülse 23e aufgewickelt wird. Bei dieser Ausführung wird die Rückbiegung 50 der rotierenden offenen Schlinge 48 durch keinen Körper radial begrenzt. Für die Konstruktion der Dreh-und Aufwickeleinrichtung 3e gemäß Fig. 11 gilt die Beziehung A < C und für die Bildung der rotierenden offenen Schlinge 48 die Beziehungen A, C < D.
    Fig. 12 stellt die Variante der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3f mit dem Ballonbegrenzer 14f dar, dessen Ausführung dem Ballonbegrenzer aus Fig. 10 entspricht, sodaß die entsprechenden Bestandteile in Fig. 12 identische Bezugszahlen mit dem Index f haben.
    Der Radialflansch 96f des Führungsringes 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 Führungskante 95f ist hinter einer nicht eingezeichneten Ebene angeordnet, die durch das Austrittsende 46f der Arbeitsoberfläche 44f gelegt ist. Die Konstruktion der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3f erfüllt die Beziehung A < C.
    Aus der gebildeten rotierenden offenen Schlinge 48, deren Rückbiegung 50 durch keinen Körper radial begrenzt wird, wird das Garn P kontinuierlich abgezogen, mittels der Führungskante 95f angebremst und zur Hülse 23f geführt. Die bildung der rotierenden offenen Schlinge 48 erfüllt die Beziehung A < D. Ebenso wie die Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3d aus Fig. 10, ermöglicht auch die Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3f durch die Wirkung der der Führungskante 95f des Führungsringes 94f auf die rotierende offene Schlinge 48 auch das Umdrehungssverhältnis npp = nv.
    Zur Begründung der Realität des Spinnprozesses gemäß Erfindung wird daraufhin ein Vergleich der Elementarkräfte angeführt, die bei dem Umdrehungsverhältnis npp < nv auf die rotierende offene Schlinge 48 bei der Variante der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3g einwirken, was schematisch in Fig. 13 dargestellt ist. Der Ballonbegrenzer 14g in Form eines Hohlzylinders 25g reicht mit seiner unteren Kannte, die die Umfangsanlaufstelle 47g und gleichzeitig auch das Austrittsende 46g begrenzt, in den Hohlraum des Begrenzungsringes 28g mit der Begrenzungswand 29g. Durch den Ballonbegrenzer 14g geht die Spindel 13g hindurch, auf der die Hülse 23g mit der Garnwicklung 24g aufgesetzt ist. In der Achse 17 der Spindel 13g ist das als eine Kontrollstelle 15 dienende Führungsorgan 64g angebracht. Der Sinn der Drehung der Spindel 13g und des Ballonbegrenzers 14g kennzeichen die Pfeile 41, 40.
    Der Feinheitsgrad des resultierende Garnes z.B. 15 tex aus Baumwollfasern ist durch die Masse des Garnes bestimmt, die in der rotierenden offenen Schlinge 48y wirkt, die gegenüber der Spindel 13g verzögert umläuft.
    Die inneren Kräfte im Garn, die in der Stelle des Austrittsendes 46g der Arbeitsoberfläche 44g wirken, sind mit dem Symbol "Q" gekennzeichnet und Kräfte, die an derselben Stelle an der Oberfläche des Garnes wirken, mit dem Symbol "F". Die pneumatischen Kräfte werden nicht in Betracht gezogen, da ihre Wirkung für den gegebenen Vergleich vernachlässigt werden können.
    l1
    (Entfernung des Eintrittsendes 45g der Arbeitsoberfläche 44g von dem Führungsorgan 64g) = 100 mm
    l2
    (Länge des Ballonbegrenzers 14g) = 150 mm
    npp
    (Umdrehungen des Ballonbegrenzers 14g) = 30 000 U.Min-1
    nv
    (Umdrehungen der Spindel 13g) = 30 600 U.Min
    rpp
    (Halbmesser der Arbeitsoberfläche 44g) = 25 mm
    rv
    (Halbmesser der Spindel 13g) = 12 mm
    rvp
    (Halbmesser der Begrenzungswand 29g) = 65 mm
    rb
    (Halbmesser des Garnballons 16 im Abschnitt zwischen dem Führungsorgan 64g und dem Eintrittsende 45g der Arbeitsoberfläche 44g) ≤ rpp
    m
    (Einheitsmasse des Garnes mit der Länge von 1 m) = 0,000015 kg.m-1
    αp
    (Raumwinkel zwischen dem Kraftpaar und zwar zwischen der inneren Kraft Qp im Garn, das in die rotierende offene Schlinge 48y läuft und der resultierenden Kraft Fv, 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 Arbeitsoberfläche 44g) = 0,2
    e
    (Basis des natürlichen Logarithmus) = 2,718
    Qo
    (Komponente der inneren Kraft im Garn, das an der Arbeitsoberfläche 44g gleitet; diese Komponente wird durch die Wirkung des Garnballons 16 zwischen dem Führungsorgan 64g und der Arbeitsoberfläche 44g hervorgerufen) - als Folge dessen, daß sie sehr klein ist, wird sie in der Berechnung als null angesehn
    Fto, Fta
    (die Reibungskräfte zwischen dem Garn und der Arbeitsoberfläche 44g, die durch die Fliehkraft hervorgerufen werden, werden als gleich groß angesehen) = 1,33.10-1 N
    • Die innere Kraft im Garn an der stelle, wo das Garn in eine rotierende offene Schlinge 48y hineinläuft, ist mit dem Symbol Qp bezeichnet.
    • Die resultierende Kraft, bestimmt als vektorielle Summe der Kraftwirkungen, die auf das, an der Arbeitsoberfläche 44g gleitende Garn wirken, ist mit dem Symbol Fv bezeichnet. Aufgrund der angeführten Parameter wurden die Werte Qp = 4,72.10-1 [N] und Fv = 2,58.10-1 [N]
    durch professionelle Berechnung festgelegt.
    Aus diesem Ergebnis geht hervor, daß die innere Kraft Qp im Garn, festgestellt als resultierende Kraftwirkung aller 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 Aufwickelung auf die Hülse 23g verbraucht wird. Der ersichtliche Kraftüberschuß zum Nachfüllen ist auch günstig für eine genügende Aufwickelkraft zur Gewährleistung einer gewünschten festen Garnwicklung 24g auf der Hülse 23g.
    In Fig. 14 bis 18 sind weitere Varianten von Dreh- und Aufwickeleinrichtungen dargestellt. Gleiche Detaile sind hier mit gleichen Bezugsnummern mit entsprechendem Index bezeichnet.
    Fig. 14 - Am Endabsatz des Ballonbegrenzers 14h ist eine trichterförmige Mündung 26h in Form eines kegelförmigen Flansches 90h aufgesetzt. Das durch die Arbeitsoberfläche 44h mitgenommene Garn P dehnt sich von der Umfangsanlaufstelle 47h in eine rotierende offene Schlinge 48 aus, die durch keine Körper radial begrenzt wird und von der das Garn abgezogen und auf Garnwicklung 24h auf der Hülse 23h aufgewickelt wird.
    Fig. 15 - Die trichterförmige Mündung 26i des Ballonbegrenzers 14i reicht in den Begrenzungsring 28i. Die Begrenzungswand 29i verläuft gleichlaufend mit der Achse 17 der Spindel 13i und begrenzt den Orientierungshohlraum 42i. Das Garn P, das von der Arbeitsoberfläche 44i mitgetragen wird, dehnt sich von der Umfangsanlaufstelle 47i in die rotierende offene Schlinge 48 aus, die radial begrenzt wird von der Begrenzungswand 29i des Begrenzungsringes 28i, wobei das Garn P von der rotierenden offenen Schlinge 48 kontinuierlich abgezogen und auf die Garnwicklung 24i auf der Hülse 23i aufgewickelt wird.
    Fig. 16 - Die trichterförmige Mündung 26j wird durch eine gebrochene Rotationswand 97j gebildet, deren radialer Teil 98j in den Begrenzungsring 28j mit der Begrenzungswand 29j übergeht, die gleichlaufend ist mit der Achse 17 der Spindel 13j. Von der Umfangsanlaufstelle 47j dehnt sich das Garn P in die rotierende offene Schlinge 48 aus, die radial von der Begrenzungswand 29j des Begrenzungsringes 28j begrenzt wird, wobei das Garn P von der rotierenden offenen Schlinge 48 kontinuierlich abgezogen und auf die Garnwicklung 24j der Hülse 23j aufgewickelt wird. Die Form der gebrochenen Rotationswand 97j gewährleistet, das der obere Ast der rotierenden offenen Schlinge 48 in Reibungsberührung mit ihrer inneren Fläche ist.
    Fig. 17 - Der Ballonbegrenzer 14k geht direkt in die trichterförmige Mündung 26k über, die durch einen kegelförmigen Flansch 90k gebildet wird, der in den Begrenzungsring 28k mit der Begrenzungswand 29k reicht, die gleichlaufend ist mit der Achse 17 der Spindel 13k. Das, von der Arbeitsoberfläche 44k mitgetragene Garn P dehnt sich von der Umfangsanlaufstelle 47k in die rotierende offene Schlinge 48 aus, die radial von der Begrenzungswand 29k begrenzt wird, wobei das Garn P von der rotierenden offenen Schlinge 48 kontinuierlich abgezogen und auf die Garnwicklung 24k der Hülse 23k aufgewickelt wird.
    Fig. 18 - Die trichterförmige Mündung 26l in der Form eines kurzen Flansches 55l reicht in den Begrenzungsring 28l mit der Begrenzungswand 29l, die gleichlaufend mit der Achse 17 der Spindel 13l ist. An die Begrenzungswand 29l schließt die Seitenwand 30l in der Form eines konzentrischen radialen Kreisringes 91l an, die in einen kegelförmig sich verjüngenden Führungsring 94l übergeht, der mit der Führungskante 95l beendet wird, die innerhalb des Begrenzungsring 28l hinter einer nicht eingezeichneten durch das Austrittsende 46l der Arbeitsoberfläche 44l außerhalb des kurzen Flansches 55l gelegten Ebene, zwischen dem Austrittsende 46l und der Begrenzungswand 29l angeordnet ist. Das Garn P dehnt sich von der Umfangsanlaufstelle 47l in Form der rotierende offene Schlinge 48 aus, die radial von der Begrenzungswand 29l des Begrenzungsringes 28l begrenzt wird. Aus der rotierenden offenen Schlinge 48 wird das Garn P kontinuierlich abgezogen, mittels der Führungskante 95l angebremst und zur Garnwicklung 24l auf der Hülse 23l geführt.
    Mit Rücksicht auf Fig.5 sei es noch angeführt, daß sich bei dem Umdrehungsverhältnis npp > nv eine offene Schlinge 48x bildet, die in ihrer Rotation die Spindel 13a überholt. Im Falle, daß die regelbare Reibungswirkung zwischen der Begrenzungswand 29a und der rotierenden offenen Schlinge 48 entscheidend ist, können Bedingungen gebildet werden, unter denen sich die rotierende offene Schlinge 48 bei angegebenem Verhältnis von npp und nv gegenüber der Spindel 13a in ihrer Rotation verzögern wird. Dieser Zustand kann in jedem Falle hervorgerufen werden, wenn der Begrenzungsring mit dem Ballonbegrenzer nicht fest verbindet ist, wie z.B. aus Fig.7, 15 und 17 hervorgeht.
    Die Führungskante 95d laut Fig.10 ermöglicht einerseits die Führung des Garnes P bei seiner Aufwickelung auf die Hülse 23d und andererseits auch bei der Relation npp ≥ nv die Bildung einer rotierenden offenen Schlinge 48, die sich in ihrer Rotation während des Betriebs gegenüber der Spindel 13d verzögert. Diese Möglichkeit bezieht sich auf die Funktion der Spinnvorrichtungen gemäß Fig.12 und 18.
    Eine andere Variante der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3m ist in Fig.19 dargestellt. Die trichterförmige Mündung 26m des Ballonbegrenzers 14m, gebildet durch den kegelförmigen Flansch 90m, geht hier in einen Begrenzungsring 28m über, dessen Begrenzungswand 29m, durch die ein Orientierungshohlraum 42m begrenzt ist, mit der Innenwand des kegelförmigen Flansches 90m einen stumpfen Winkel einschließt, sodaß die Begrenzungswand 29m gegenüber der Achse 17 der Spindel 13m auseinanderlaufend angeordnet ist. Die Anordnung und Lagerung des Führungsringes 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 ist innerhalb des Begrenzungsringes 28m vor einer nicht eingezeichneten, durch das Austrittsende 46m gelegten Ebene - hinsichtlich der Bewegungsrichtung des Garnes P durch den Ballonbegrenzer 14m - zwischen dem Austrittsende 46m und der Spindel 13a angeordnet. Bei der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3m gilt die Beziehung A > B, C, D.
    Das über die Arbeitsoberfläche 44m zugeführte Garn P dehnt sich von der Umfangsanlaufstelle 47m in die rotierende offene Schlinge 48 aus, die durch die Innenwand des kegelförmigen Flansches 90m und die Begrenzungswand 29m des Begrenzungsringes 28m geformt wird. Der Rückast der rotierenden offenen Schlinge 48, der von der Arbeitsoberfläche 44m auf die Hülse 23m gerichtet ist, sinkt bei Dehnung der rotierenden offenen Schlinge 48 fortwährend bis er die Führungskante 95m des Führungsringes 94m berührt. Dadurch kommt es zum Anbremsen dieses Rückastes an der Führungskante 95m und zur Aufwickelung eines entsprechenden Abschnitts des Garnes P auf die Hülse 23m. Durch Verkürzung der rotierenden offenen Schlinge 48 kommt ihr Rückast in höhere Lage, wodurch die Garnaufwicklung unterbrochen wird. Ähnlich wie bei anderen Ausführungen wiederholen sich diese Dehnung und Verkürzung der rotierenden offenen Schlinge 48 fortwährend so schnell, daß ein kontinuierlicher Prozeß entsteht. Die Spinnvorrichtung kann in verschiedenen Umdrehungsverhältnisen arbeiten. Es zeigt sich als vorteilhaft, wenn die Umdrehungen des Ballonbegrenzers 14m um etwas höher als die der Spindel 13m liegen, aber sie können eventuell auch gleich oder mässig niedriger sein. Die Umdrehungen der rotierenden offenen Schlinge 48 sind aber immer niedriger als die der Spindel 13m. Das heißt, daß sich die rotierende offene Schlinge 48 in ihrer Rotation gegenüber der Spindel verzögert.
    Fig.20 und 21 zeigen eine Variante der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3n mit dem Ballonbegrenzer 14n, der durch einen hohlen Rotationskörper 52n verkörpert ist, dessen Arbeitsoberfläche 44n sich von dem Eintrittsende 45n, der auch die Umfangsanlaufstelle 47n der Arbeitsoberfläche 44n bildet, kegelförmig erweitert. Das Austrittsende 26n der Arbeitsoberfläche 44n des Ballonbegrenzers 14n reicht in den Begrenzungsring 28n, der in einem mittels nicht eingezeichneter Mittel auf einer unbeweglichen Ringbank 92n mit konzentrischer Öffnung 93n befestigten Körper 99n gebildet wird.
    Die Begrenzungswand 29n des Begrenzungsringes 28n geht einerseits über die funktionelle Ausnehmung 100n in obere radiale Seitenwand 101n des Begrenzungsringes 28n und andererseits über die funktionelle Lücke 102n in die durch die untere radiale Seitenwand verkörperte Führungskante 95n des Führungsringes 94n über. Diese Führungskante 94n ist hinsichtlich der Bewegungsrichtung des Garns P durch den Ballonbegrenzer 14n hinter einer nicht eingezeichneten, durch das Austrittsende 46n gelegte Ebene zwischen dem Austrittsende 46n und der Begrenzungswand 29n angeordnet.
    Durch die Begrenzungswand 29n und die obere radiale Seitenwand 101n des Begrenzungsringes 28n auf einer Seite und durch die Führungskante 95n des Führungsringes 94n auf der anderen Seite ist der Orientierungshohlraum 42n in Form eines Radialspaltes 43n begrenzt, in den das Austrittsende 46n der Arbeitsoberfläche 44n reicht. Der Führungsring 94n ist zwecks Einstellung der Sollhöhe des Radialspaltes 43n, die die Lenkung des gebildeten Garnes P auf die Hülse 23n sicherstellt, axial stellbar im Körper 99n des Begrenzungsringes 28n gelagert. Im Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Führungsring 94n mit seinem äußeren, mit Gewinde versehenen Absatz 103n in das Gewinde 104n der inneren zylindrischen Ausnehmung 105n im Körper 99n des Begrenzungsringes 28n eingeschraubt. Auf dem Umfang der oberen Seitenwand des äußeren zylindrischen Absatzes 103n sind die Reinigungsöffnungen 106n angeordnet, deren nicht eingezeichnete Längsachsen parallel mit der Achse 17 der Spindel 13n verlaufen.
    Der Orientierungshohlraum 42n ist mittels der funktionellen Lücke 102n mit dem Raum 107n verbindet, der durch obere Seitenwand des äußeren, mit Gewinde versehenen Absatzes 103n des Führungsringes 94n, mit der Wand der inneren zylindrischen Ausnehmung 105n des Körpers 99n und mit dem rippenförmigen Abschluss 108n der Führungskante 95n des Führungsringes 94n begrenzt ist. Der Drehsinn der Spindel 13n ist mit dem Pfeil 41 gekennzeichnet. Für die Konstruktion der Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3n gilt die Beziehung C < B, D.
    Die Innenwand 109n des Führungsringes 94n verjüngt sich kegelförmig von der Führungskante 95n, was das Anspinnprozeß der Spinneinheit erleichtet.
    Während des Betriebs wirkt sich der Radialspalt 43n auf die Bewegung und Führung des Abschnitts der rotierenden offenen Schlinge 48 durch genaue Führung des Garnes P auf die Hülse 24n aus. Die Luftströmung durch die Radialspalt 43n, hervorgerufen durch die Bewegung des Garnes P, wird durch seine Wände intensiv gedämpft. Das wirkt sich positiv in der Formung der rotierenden offen Schlinge 48 , besonders im Bereich um ihrer Rückbiegung 50, aus. Auch die Intensität der Kraftwirkung zwischen der Begrenzungswand 29n des Begrenzungsringes 28n und dem darauf anliegenden Garn P wird reduziert. Die resultierende Kraftreduktion hat die Senkung der Reibung des Garnes P und reduzierte Abnutzung der Begrenzungswand 29n zur Folge.
    Die Spinnvorrichtung kann in verschiedenen Umdrehungsverhältnissen des Ballonbegrenzers 14n und der Spindel 13n arbeiten. Als sehr vorteilhaft zeigt es sich, wenn die Umdrehungen des Ballonbegrenzers 14n um etwas höher als die der Spindel 13n liegen, sie können eventuell auch gleich oder ein bischen niedriger sein. Die Umdrehungen der rotierenden offenen Schlinge 48 liegen aber immer niedriger als die der Spindel 13n, was bedeutet, daß die rotierende offene Schlinge 48, in die sich das Garn P von der Umfangsanlaufstelle 47n ausdehnt, sich in ihrer Rotation gegenüber der Spindel 13n verzögert.
    Durch die Reinigungsöffnungen 106n wird während des Betriebs die kontinuierliche Abführung von beim Spinnen entstehenden Staub und Faserresten gesichert. Die Unreinigkeiten werden aus dem Radialspalt 43n mittels der funktionellen Lücke 102n, des Raumes 107n und der Reinigungsöffnungen 106n in die Aussenumgebung ausgeschieden. Zwecks Erhöhung des Reinigungseffektes können diese Reinigungsöffnungen mit ihren Längsachsen gegenüber der Achse 17 der Spindel 13n schräg angeordnet werden. Infolgedessen kommt es zwischen den Enden von Öffnungen zum Druckgefälle, das die Abführung einer größeren Luftmenge und dadurch schnellere Bewegung der Unreinigkeiten aus dem Radialspalt 43n hinaus ermöglicht.
    Aus dem Angeführten ist ersichtlich, daß die Spinnbedigungen allgemein durch die Wahl der Umdrehungen des Ballonbegrenzers, der Spindel, eventuell auch des Begrenzungsringes und ihre gegenseitige Relationen geändert werden können. Vorteilhaft ist die Variante, wann der Begrenzungsring als statischer Begrenzungsring konstruiert ist, seine Umdrehungen also gleich Null sind. Das Umdrehungsverhältnis des Ballonbegrenzers und der Spindel hat einen wesentlichen Einfluss auf die Bildung einer sich gegenüber der Spindelrotation verzögerden oder überholenden 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 Durchmesser des Ballonbegrenzers und Begrenzungsringes, eventuell auch Führungsringes. Der Charakter der rotierenden offenen Schlinge kann auch durch Ausführung und Höhe von Orientierungshohlraum, falls er bei der Spinnvorrichtung verwendet wird, eventuell auch durch Reinigungs- und Ventilationsöffnungen beeinflusst.
    Durch die Wahl der Geschwindigkeiten von Spindel, Ballonbegrenzer und der radialen Entfernungen A, B, C und D können die Spinnbedigungen für die Herstellung z.B. Baumwoll-, Synthese- oder Mischgarnen von entsprechenden Feinheiten gebildet werden. Ausserdem sind beschriebene Dreh- und Aufwickeleinrichtungen auch für das Garnzwirnen geeignet.
    Eine der möglichen Lösungen dieser Art ist i Fig. 1 gestrichelt gezeichnet. Das lineare Gebilde 110 von einer Vorlagespule 111 und das lineare Gebilde 112 von anderer Vorlagespule 113 können hier mit Hilfe von nicht eingezeichneten Mitteln in der Pfeilrichtung 114 und 115 zu den Austrittswalzen 5 der Verzugseinrichtung 4 und von dort aus in die Dreh- und Aufwickeleinrichtung 3 zwecks gegenseitiger Verbindung ins Zwirngarn zugeführt werden.

    Claims (16)

    1. Spindelspinn- und Spindelzwirnverfahren, das durchgeführt wird auf einer Spinnvorrichtung mit einer Zuführeinrichtung für das Fasergebilde, mit einer angetriebenen Spindel für die Hülse und mit einem mit der Spindel gleichachsig angeordneten, ebenfalls angetriebenen Ballonbegrenzer, der auf seiner Innenseite eine Arbeitsoberfläche für Kontakt mit dem Garn hat,
      dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Arbeitsoberfläche des Ballonbegrenzers mitgenommene Garn von dieser Arbeitsoberfläche direkt auf die Hülse als eine rotierende offene Schlinge übergeht, die sich durch die Einwirkung der Zentrifugalkraft ausdehnt, wobei ihre Rückbiegung von der Rotationsachse der Spindel größere radiale Entfernung als diejenige Stelle auf der Arbeitsoberfläche des Ballongrenzers, von der sich das Garn in die rotierende offene Schlinge ausdehnt, hat.
    2. Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende offene Schlinge beim Betrieb radial begrenzt wird.
    3. Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß auf das die rotierende offene Schlinge bildende Garn vor der Garnaufwicklung auf die Hülse eine bremsende Wirkung ausgeübt wird.
    4. Spinnvorrichtung zur Durchführung des Spindelspinn- oder Spindelzwirnverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Zuführeinrichting für das Fasergebilde, einer angetriebenen Spindel für die Hülse und einem mit der Spindel gleichachsig angeordneten, ebenfalls angetriebenen Ballonbegrenzer, der auf seiner Innenseite eine Arbeitsoberfläche für den Kontakt mit dem Garn hat,
      dadurch gekennzeichnet, daß auf der Arbeitsoberfläche (44 bis 44n) eine Umfangsanlaufstelle (47 bis 47n) für den Übergang des Garnes (P) von dieser Arbeitsoberfläche (44 bis 44n) direkt auf die Hülse (23 bis 23n) angeordnet ist, wobei das Garn (P) durch die Einwirkungen der Zentrifugalkraft in Form einer rotierenden offenen Schlinge (48) geformt wird, wobei jede beliebige Stelle der Arbeitsoberfläche (44 bis 44n), die sich in größerer Entfernung von dem Eintrittsende (45 bis 45n) des Ballonbegrenzers (14 bis 14n) als die angeführte Umfangsanlaufstelle (47 bis 47n) befindet, in der größeren radialen Entfernung von der Rotationsachse (17) der Spindel (13 bis 13n) als diese Umfangsanlaufstelle (47 bis 47n) angeordnet ist.
    5. Spinnvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ballonbegrenzer (14 bis 14f, 14h bis 14n) eine trichterförmige Mündung (26 bis 26f, 26h bis 26n) aufweist.
    6. Spinnvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ballonbegrenzer (14 bis 14d, 14g, 14i bis 14n), im Bewegungssinne des Garnes (P) durch den Ballonbegrenzer (14 bis 14d, 14g, 14i bis 14n), ein lagestabiler und mit der Spindel (13 bis 13d, 13g, 13i bis 13n) konzentrischer Begrenzungsring (28 bis 28d, 28g, 28i bis 28n) mit der Begrenzungswand (29 bis 29d, 29g, 29i bis 29n) für radiale Begrenzung der rotierenden offenen Schlinge (48) anschließt, wobei die radiale Entfernung (B) der Begrenzungswand (29 bis 29d, 29g, 29i bis 29n) von der Achse (17) der Spindel (13 bis 13d, 13g, 13i bis 13n) größer als die radiale Entfernung (A) der Umfangsanlaufstelle (14 bis 14d, 14g, 14i bis 14n) von der Achse (17) der Spindel (13 bis 13d, 13g, 13i bis 13n) ist.
    7. Spinnvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsring (28b, 28d, 28g, 28i, 28k, 281, 28n) nicht drehbar ist.
    8. Spinnvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsring (28, 28c) einerseits in die trichterförmige Mündung (26, 26c) des Ballonbegrenzers (14, 14c) und andererseits in die der trichterförmigen Mündung (26, 26c) gegenüberliegende und mit der axialen Öffnung für den Durchgang der Hülse (23, 23c) mit der Spindel (13, 13c) versehene gegenüberliegende Seitenwand (30, 30c) übergeht, wobei der Begrenzungsring (28, 28c), die trichterförmige Mündung (26, 26c) und die Seitenwand (30, 30c) einen Orientierungshohlraum (42, 42c) für die Aufwickelung des Garnes (P) von der rotierenden offenen Schlinge (48) auf die Hülse (23, 23c) der Spindel (13, 13c) begrenzen.
    9. Spinnvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ballonbegrenzer (14a, 14e) ein konzentrischer nicht drehbarer Ballonbegrenzer (66a, 66e) vorgeschaltet ist.
    10. Spinnvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswand (29) des Begrenzungsringes (28) mit Ventilationsöffnungen (49) ausgestattet ist.
    11. Spinnvorrichtung nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet, daß dem Ballonbegrenzer (14d, 14f, 141 bis 14n) ein lagestabiler und mit der Spindel (13d, 13f, 131 bis 13n) konzentrischer Führungsring (94d, 94f, 941 bis 94n) mit einer Führungskante (95d, 95f, 951 bis 95n) zugeordnet ist, die auf das Garn (P) eine bremsende Wirkung vor dessen Aufwicklung auf die Hülse (23d, 23f, 231 bis 23n) ausübt.
    12. Spinnvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskante (95d, 95f, 95m) des Führungsringes (94d, 94f, 94m) zwischen dem Austrittsende (46d, 46f, 46m) der Arbeitsoberfläche (44d, 44f, 44m) und der Spindel (13d, 13f, 13m) angeordnet ist.
    13. Spinnvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskante (951, 95n) des Führungsringes (941, 94n) zwischen dem Austrittsende (461, 46n) der Arbeitsoberfläche (441, 44n) und der Begrenzungswand (291, 29n) des Begrenzungsringes (281, 28n) angeordnet ist.
    14. Spinnvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskante (95d, 951, 95m) des Führungsringes (94d, 941, 94m) in den Begrenzungsring (28d, 281, 28m) reicht.
    15. Spinnvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskante (95n) des Führungsringes (94n) durch untere radiale Seitenwand verkörpert ist, die gemeinsam mit der oberen radialen Seitenwand (101n) und der Begrenzungswand (29n) den Orientierungshohlraum (42n) für die rotierende offene Schlinge (48) begrenzt, und daß der Führungsring (94n) axial verstellbar im Körper (99n) des Begrenzungsringes (28n) gelagert ist.
    16. Spinnvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Führungsringes (28n) die Reinigungsöffnungen (106n) durchgeführt sind, die den Orientierungshohlraum (42n) über den funktionellen Spalt (102n) zwischen dem Körper (99n) des Begrenzungsringes (28n) und dem Führungsring (94n) mit dem Umgebungsraum pneumatisch verbinden.
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