EP0915193B1 - Doppeldraht-Zwirnspindel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppeldraht-Zwirnspindel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Doppeldraht-Zwirnspindeln wird der Faden gewöhnlich von der Spule nach oben hin abgezogen, der dann die hohle Spindelachse nach unten zur rotierenden Fadenspeicherscheibe durchläuft; der Faden durchläuft anschließend die Fadenspeicherscheibe radial nach außen, umschlingt dieselbe in einem bestimmten Bereich, um dann unter Bildung eines Fadenballons zwischen dem gegen Rotation gesicherten Schutztopf und dem ebenfalls stillstehenden Ballonbegrenzer nach oben zu der die Ballonspitze bestimmenden Fadenführeröse geführt zu werden, von wo aus der Faden dann zu einem Aufwickelaggregat verläuft. Dabei hat die Fadenspeicherscheibe den Zweck, zwischen der Austrittsstelle des Fadens aus der Spindel und dem Fadenballon eine Fadenreserve aufzunehmen, die einen Ausgleich zwischen den inneren und äußeren Fadenzugkräften schafft.

Im Bereich des Fadenballons wird die sich zwischen dem Spulentopf und dem Ballonbegrenzer befindliche Luftschicht vom Ballonfaden durchschnitten und teilweise in Drehung versetzt, wodurch auf den Faden insgesamt drei Komponenten einwirken, nämlich die in radialer Richtung wirkende Fliehkraft, die in tangentialer Richtung wirkende Reibungskraft, hervorgerufen durch Luftreibung und durch Reibung am Ballonbegrenzer, sowie die in axialer Richtung wirkende Fadenzugkraft, die durch die Geometrie der Spindel/Speicherscheibe bestimmt wird. Diese kombinierten Kräfte können zu hohen, für spezielle Fadensorten nicht tolerierbaren Beanspruchungen und damit zu Fadenbeschädigungen führen.

Zur Herabsetzung dieser Fadenbeanspruchung sind bereits verschiedene Maßnahmen getroffen worden.

Gruppe I:

Zu dieser Gruppe gehören Doppeldraht-Zwirnspindeln, bei denen der Ballonbegrenzer starr mit der Spindel verbunden ist und damit zwangsläufig mit der Spindeldrehzahl umläuft (siehe DE 1 840 338 U1; NL 68 583; DE 29 52 283 A1).

Gruppe II:

Hierzu gehören Doppeldraht-Zwirnspindeln mit entweder zwangsangetriebenem oder frei mitrotierendem Ballonbegrenzer, der von dem umlaufenden Fadenballon und damit der rotierenden Luftringsäule mitgeschleppt wird (siehe CH 417 418; DE 40 18 541 A1). Zu dieser Gruppe kann auch die in der DE 1 268 031 C1 behandelte Doppeldraht-Zwirnspindel gerechnet werden, bei der ein als Fadenspeichermantel bezeichneter Ballonbegrenzermantel, der zusammen mit der Spindel umläuft, sich nur über einen Teil der Spindelhöhe erstreckt, an den sich in axialer Richtung ein stationärer Ballonbegrenzungsring anschließt. Bei dieser Ausführungsform führt der stationäre Ballonbegrenzungsring zu einer Abbremsung des gegen ihn anliegenden Fadenballonabschnitts, so daß es auf diese Weise zu einer Fadenspeicherung kommt.

Gruppe III:

Hierzu gehören Doppeldraht-Zwirnspindeln gemäß US 2 127 921, 2 609 652 und 3 007 299 sowie GB 1 245 010. Bei den zu dieser Gruppe gehörenden Doppeldraht-Zwirnspindeln wird der aus der rotierenden Spindelseele radial austretende Faden zur Herabsetzung der Fadenzugkraft durch einen mit der Spindel gekoppelten, mitrotierenden Fadenkanal zwangsgeführt. Dabei entfällt eine Fadenspeicherung infolge Fehlens einer Speichermöglichkeit sowie auch eine weitgehend freie Ballonentfaltung.

Bei Systemen gemäß den Gruppen I - III können zwar die Fadenzugkräfte deutlich reduziert werden, dafür tritt aber ein sehr hoher Energiebedarf auf.

Gruppe IV:

Zur Herabsetzung der Antriebsleistung von Spindeln behandeln die DE 30 23 074 A1 und die gattungsgemäße EP 0 109 573 A1 Spindeln mit mitrotierendem Spulentopf, der von einem feststehenden Mantel umgeben ist. Es werden Einzelheiten zum Abstand zwischen dem rotierenden und dem stehenden Topf mit dem Ziel eines Aufbaus einer laminaren Strömung beschrieben.

Gruppe V:

Bei einem in der DE 1 104 653 beschriebenen Spinntopf ist zwischen einer stillstehenden Spinnkammer und dem Spinntopf ein den Topf ganz oder teilweise umgebendes Zwischengehäuse angeordnet, das in der Spinnkammer oder am Antriebsmotor des Topfes drehbar gelagert ist und durch Schleppwirkung von der mit dem Spinntopf rotierenden Luftsäule mit einer Drehzahl mitgenommen wird, die kleiner ist als die des Spinntopfes. Infolge der reduzierten Relativgeschwindigkeit zwischen dem Spinntopf und dem umlaufenden Zwischengehäuse einerseits und zwischen dem umlaufenden Zwischengehäuse und der stillstehenden Spinnkammer andererseits braucht zum Antrieb des Spinntopfes nur eine entsprechend kleinerer Leistung aufgebracht werden. Eine Schonung des gesponnenen Fadens ist weder beabsichtigt noch erreichbar.

Alle Maßnahmen der Gruppen I - V stellen Einzelschritte dar, die nur fallweise den Doppeldraht-Zwirnprozeß, soweit es die Reduzierung der Fadenzugkraft, die Herabsetzung des Energiebedarfs sowie eine Erhöhung der Produktivität betrifft, ansprechen bzw. einbeziehen. Die bisherigen Lösungen betreffen jeweils nur Teilbereiche und konnten damit für sich allein betrachtet den Doppeldraht-Zwirnprozeß weder in technologischer noch in wirtschaftlicher und produktiver Hinsicht besonders herausragend prägen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Doppeldraht-Zwirnspindel zu schaffen, bei der die auf den Faden wirkenden Kräfte reduziert werden, die für den Antrieb der Spindel erforderliche Antriebsleistung möglichst gering gehalten und außerdem die Produktivität gesteigert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Doppeldraht-Zwirnspindel mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Infolge der Zwangsführung des um den Schutztopf rotierenden Fadens innerhalb des Fadenführungsorgans des den Schutztopf umgebenden Zylindermantels werden die auf den Faden ausgeübten Zugkräfte gering gehalten, während durch das zwischen diesem mit Spindeldrehzahl rotierendem Zylindermantel und dem stationären Außengehäuse frei drehbar gelagerte Zwischengehäuse die Antriebsleistung für die Spindel herabgesetzt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Figur 1

zeigt einen Axialschnitt eines ersten Typs der erfindungsgemäßen Doppeldraht-Zwirnspindel;

Figur 2

zeigt einen Axialschnitt eines zweiten Typs der erfindungsgemäßen Doppeldraht-Zwirnspindel;

Figur 3

zeigt in vergrößerter Darstellung eine Einzelheit.

In den Figuren 1 und 2 werden für konstruktiv oder funktionell gleiche oder vergleichbare Elemente die gleichen Bezeichnungen und Bezugszeichen verwendet.

Die in Figur 1 dargestellte Doppeldraht-Zwirnspindel enthält ein beispielsweise in einer nicht dargestellten Spindelbank stationär angebrachtes, zylindrisches Außengehäuse 1 mit Boden 1.1 und Lagerträgernabe 1.2. Innerhalb der Lagerträgernabe 1.2 ist mittels eines Lagers 2 eine z.B. als Hohlspindel 3 ausgebildete Spindel gelagert, die mittels eines nicht zur Erfindung gehörenden Einzelmotorantriebs 4 rotatorisch antreibbar ist.

Auf dem oberen Ende der Spindel 3 ist mittels eines Lagers 5 ein Schutztopf 6 gelagert, der einen Schutztopfmantel 6.2, einen Schutztopfboden 6.1 und eine Schutztopfnabe 6.3 umfaßt, an die sich die Spindelhohlachse 6.5 und, wie dargestellt, ein Fadeneinlaufrohr 6.4 anschließen. Der Spindelhohlachse 6.5 ist eine nur schematisch dargestellte und nicht zur Erfindung gehörende lüftbare Fadenbremse 17 gemäß DE 29 14 656 C2 zugeordnet. Um den Schutztopf 6 gegen Rotation zu sichern, ist dieser, wie dargestellt, mit Haltemagneten 8 bestückt, denen in Figur 2 dargestellte übliche Gegenmagnete 81 gegenüberliegen, oder es erfolgt bei schräger Spindelanordnung eine Sicherung gegen Rotation durch Gewichtsstabilisierung.

Bei dem ersten Zwirnspindeltyp gemäß Figur 1 dient der Schutztopf 6 als üblicher Spulenträger zur Aufnahme mindestens einer Vorlagespule A.

Bei dem zweiten Doppeldraht-Zwirnspindeltyp gemäß Figur 2 zur Durchführung eines sogenannten integrierten Spinn-Zwirnverfahrens, wie es in der DE 44 27 875 C1 beschrieben ist, nimmt der Schutztopf 6 mindestens zwei benachbart angeordnete Spinnaggregate, vorzugsweise in Form von OE-Spinnturbinen 70, 70 auf, denen aufgelöstes Fasermaterial durch Einspeisungskanäle 71 zugeführt wird. Die von den Spinnturbinen erzeugten Spinnfäden werden über Rollen 72, 72 durch das Fadeneinlaufrohr 6.4 in die Spindelhohlachse 6.5 eingezogen, um entsprechend dem Doppeldraht-Zwirnprozeß miteinander verzwirnt zu werden. Der Rotationsantrieb der in nicht zur Erfindung gehörender Weise im Schutztopf 6 gelagerten Offen-End-Spinnturbinen 70, 70 erfolgt mittels E-Motoren 73, 73.

Auf die Spindel 3 ist eine mit der Spindel rotierende Drehscheibe 7 aufgezogen, der mit einem an die Axialbohrungen der Schutztopfnabe 6.3 und für den ersten Zwirnspindeltyp gemäß Figur 1 auch an die Axialbohrung der Spindel 3 anschließenden, im wesentlichen radial verlaufenden Fadenkanal 7.1 versehen ist. Auf den äußeren Rand der Drehscheibe 7 ist ein Zylindermantel 9 aufgesetzt, der, wie dargestellt, über seine gesamte Höhe, oder auch nur über einen Teil seiner Höhe, mit einem Fadenführungsorgan, insbesondere Fadenführungskanal 9.1, versehen ist, dessen unteres Ende an den Fadenkanal 7.1 anschließt.

Ein einen Energiespartopf 11 bildendes Zwischengehäuse 11 ist mit seiner Nabe 11.1 unter Zwischenschaltung eines Lagers 10 auf der Außenseite der Lagerträgernabe 1.2 frei drehbar gelagert.

Beim Betrieb der Doppeldraht-Zwirnspindel durchläuft ein von der Vorlagespule A abgezogener Faden a in axialer Richtung das Fadeneinlaufrohr 6.4, die Spindelhohlachse und die Axialbohrung 6.5 der Schutztopfnabe 6.3, bevor er durch den insbesondere radial verlaufenden Fadenkanal 7.1 in das Fadenführungsorgan bzw. den Fadenführungskanal 9.1 des mit der Spindel rotierenden Zylindermantels 9 ein- und hindurchgeführt wird. Der am oberen Ende des Zylindermantels 9 austretende Faden wird gemäß Figur 1 anschließend, gegebenenfalls unter Ballonbildung, in üblicher Weise zu der in der Verlängerung der Spindelachse liegenden Fadenführeröse 12 geführt und abschließend in üblicher Weise einem nicht dargestellten Aufwickelaggregat zugeführt.

Der den Fadenführungskanal 9.1 verlassende Faden kann auch gemäß Figur 2 auf der Strecke bis zur Fadenführungsöse 12' geführt sein, indem auf das Außengehäuse 1 eine Haube 18 oder dergleichen aufgesetzt ist.

Für die Ausführungsform gemä Figur 1 ist im Bereich des Überganges zwischen der Spindelhohlachse und dem radial verlaufenden Fadenkanal 7.1 eine nicht zur Erfindung gehörende und nur schematisch dargestellte Injektoranordnung 20 vorgesehen. Zum Durchfädeln des Fadens wird dieser Injektoranordnung 20 Druckluft durch die Hohlspindel 3 zugeführt, wodurch ein an das obere Ende des Fadeneinlaufrohres 6.4 gehaltener Faden durch Saugwirkung angesaugt und durch den radialen Fadenkanal 7.1 und den daran anschließenden FadenFührungskanal 9.1 hindurchgeblasen wird. Dabei wird die im Bereich der Spindelhohlachse angeordnete Kapsel-Fadenbremse 17 in der in der DE 29 14 656 C2 beschriebenen Weise aus ihrer in Figur 1 rechts dargestellten Bremsstellung, bei der die Kapselbremse 17 gegen obere und untere Bremsflächenringe 30 bzw. 31 anliegt, aus dieser Bremsstellung freigegeben, Indem der untere Bremsflächenring 31 (in Figur 1 links dargestellt) unter dem Einfluß des in der Spindelhohlachse aufgebauten Unterdrucks nach unten bewegt wird, so daß die Kapselfadenbremse 17 sich unter dem Einfluß der Schwerkraft nach unten bewegt und in einer die Spindelhohlachse freigebenden Position von Stütznocken 32 festgehalten wird.

Claims (4)

1. Doppeldraht-Zwirnspindel, enthaltend:

   a) eine rotatorisch antreibbare Spindel (3),

   b) einen auf der Spindel (3) gelagerten, gegen Rotation gesicherten Schutztopf (6),

   c) eine mit der Spindel (3) drehfest verbundene Drehscheibe (7), die einen an eine Spindelhohlachse (6.3; 6.4) angeschlossenen, radial verlaufenden Fadenkanal (7.1) aufweist und einen den Schutztopf (6) umgebenden Zylindermantel (9) trägt, der ein an den Fadenkanal (7.1) anschließendes, sich vorzugsweise über die gesamte Zylindermantelhöhe erstreckendes Fadenführungsorgan (9.1) aufweist, gekennzeichnet durch

   d) ein die Drehscheibe (7) und den Zylindermantel (9) umgebendes, frei drehbar gelagertes Zwischengehäuse (11), und

   e) ein das Zwischengehäuse (11) aufnehmendes stationäres Außengehäuse 1.
2. Doppeldraht-Zwirnspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenführungsorgan die Form eines Fadenführungskanals (9.1) hat.
3. Doppeldraht-Zwirnspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutztopf (6) zur Aufnahme mindestens einer Vorlagespule (A) als Spulenträger ausgebildet ist.
4. Doppeldraht-Zwirnspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schutztopf (6) mindestens zwei OE-Spinnturbinen (70, 70) zur Erzeugung von in die Spindelhohlachse einführbaren Spinnfäden untergebracht sind.

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