EP2009153A1 - Vorrichtung und Fadenführungsring für eine Ringspinn- oder Zwirnmaschine - Google Patents

Vorrichtung und Fadenführungsring für eine Ringspinn- oder Zwirnmaschine Download PDF

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EP2009153A1
EP2009153A1 EP08153817A EP08153817A EP2009153A1 EP 2009153 A1 EP2009153 A1 EP 2009153A1 EP 08153817 A EP08153817 A EP 08153817A EP 08153817 A EP08153817 A EP 08153817A EP 2009153 A1 EP2009153 A1 EP 2009153A1
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EP
European Patent Office
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ring
thread
guide ring
thread guide
sliding
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EP08153817A
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English (en)
French (fr)
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EP2009153B1 (de
EP2009153A9 (de
Inventor
Uwe Heitmann
Jürgen Schneider
Simon Küppers
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.)
Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Stuttgart
Original Assignee
Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Stuttgart
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Publication of EP2009153A9 publication Critical patent/EP2009153A9/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H7/00—Spinning or twisting arrangements
    • D01H7/02—Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
    • D01H7/52—Ring-and-traveller arrangements
    • D01H7/56—Ring-and-traveller arrangements with freely-rotatable rings; with braked or dragged rings ; Lubricating arrangements therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
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    • D01H7/02—Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
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    • D01H7/58—Ring-and-traveller arrangements with driven rings ; Bearings or braking arrangements therefor
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    • D01H7/52—Ring-and-traveller arrangements
    • D01H7/58—Ring-and-traveller arrangements with driven rings ; Bearings or braking arrangements therefor
    • D01H7/585—Ring-and-traveller arrangements with driven rings ; Bearings or braking arrangements therefor by fluid driving means

Definitions

  • the present invention relates to a device for a ring spinning or twisting machine with a thread guide ring on which a yarn guide element for rotating and deflecting a running yarn is arranged, and with a receiving unit, on which the yarn guide ring is rotatably mounted about an axis of rotation provided.
  • the invention relates to a yarn guide ring for a ring spinning or twisting machine having a yarn guide for rotating and deflecting a running yarn and a ring spinning or twisting machine.
  • the general task of a ring spinning machine is to impart strength to a fiber structure supplied to it by twisting and to wind the twisted fiber structure in a form suitable for storing, transporting and further processing.
  • the fiber bundle fed to the ring spinning machine is usually a so-called roving, which generally has only a weak protective rotation. From this roving is formed by further twisting a so-called yarn.
  • a twisting machine has the task of twisting a plurality of simultaneously supplied yarns together, so that a so-called yarn is formed.
  • this thread should also be wound up in a convenient form.
  • the thread From stationary thread guide the thread is passed to a thread guide element, which is arranged on a yarn guide ring, and can move on a circular path around the spindle. From the thread guide element, the thread is fed to a sleeve, which is attached to the spindle and rotated by it. As a result, the thread is wound up.
  • the yarn guide ring moves together with Fadengoneelement with respect to the spindle in the axial direction and from.
  • the yarn guide ring is rotatably mounted, wherein the rotation of the yarn guide ring is coaxial with the rotation of the spindle.
  • the thread guide ring does not have its own drive. Rather, it is taken over the hinged to the thread guide thread through the spindle.
  • a device for a spinning or twisting machine with a yarn guide ring which has a trained as a runner yarn guide.
  • the thread guide ring is rotatably mounted on a ring rail.
  • the yarn guide element can slide on a raceway of the yarn guide ring in the circumferential direction.
  • the thread guide element has a greater angular velocity than a main body of the thread guide ring. It is therefore spoken of an asynchronous thread guide ring.
  • the storage of the yarn guide ring is effected by means of a thrust bearing, which is designed as a magnetic bearing, and by means of a radial bearing, which is designed as an aerodynamic bearing.
  • Object of the present invention is therefore to provide a device, a yarn guide ring and a ring spinning or twisting machine, which avoids the disadvantages mentioned and in particular allows a further increase in the spinning speed.
  • the object is solved by the features of the independent claims.
  • force generating means are provided for acting on the thread guide ring with axial forces which constantly act during operation of the device and thereby press a trained on the thread guide ring first sliding portion against a corresponding, formed on the receiving unit second sliding portion so as to axially the yarn guide ring to store.
  • the term axial forces refers to such forces, which act parallel to the intended axis of rotation of the yarn guide ring.
  • the force generating means are dimensioned so that the first sliding portion and the second sliding portion constantly abut each other, even if in operation of the device external forces such as yarn tension and weight forces, attack on the yarn guide ring. Whether the force generating means are designed so that they push the yarn guide ring in the direction of the second sliding portion or pull about is immaterial.
  • the first sliding surface and the second sliding surface act in both cases as an axial sliding bearing.
  • Axial movements and tilting movements of the thread guide ring are effectively prevented in the device according to the invention even when the device is operated at high speed.
  • periodic or an aperiodic change in the forces exerted by the thread guide element on the current thread avoided.
  • a drop in the thread tension can be prevented by a movement of the thread guide ring in the direction of yarn guide as well as an increase in the thread tension by a movement of the yarn guide ring away from the yarn guide with the device according to the invention.
  • the number of yarn breaks can be kept low even at a higher speed.
  • the quality of the thread is improved.
  • the thread guide ring apart from the aforementioned uncontrolled touches the thread guide ring with fixed parts, only braked by air friction.
  • the total acting braking torques lead in most cases to a thread tension that is too low for an optimal spinning process.
  • the risk that the thread guide ring "overtakes" the spindle.
  • the thread guide ring is subjected to a constant braking force over time.
  • This braking force is the sliding friction force effective between the first and second sliding portions, which depends, inter alia, on the coefficient of sliding friction of the friction partners and the axial forces generated by the force generating means. Consequently, the thread tension can be brought to a value which is favorable for the spinning process by selecting suitable friction partners and a coordinated axial force.
  • friction partners with a relatively low coefficient of sliding friction for example with a sliding friction coefficient of less than or equal to 0.2 equal to 0.1, preferably, since then relatively high axial forces can be applied, which benefits the stable storage of the yarn guide ring.
  • the desired thread tension can be generated and, on the other hand, a "overtake" of the spindle by the thread guide ring can be avoided, without the need for a braking device independent of the bearing.
  • the device according to the invention also makes it possible to brake the thread guide ring without its position having to be changed for this purpose, which would have at least short-term undesired changes in the forces exerted by the thread guide element on the running thread.
  • the speed of the thread guide element corresponds approximately to the sliding speed with which the first and the second sliding section rub against one another.
  • the surface of the first and the second sliding portion are therefore designed so that they withstand a sliding speed of greater than 50 m / s occurring during operation normal forces over a long time.
  • one of the two sliding sections can be designed so that it rests linearly on the respective other sliding section.
  • the first sliding portion is formed as a first sliding surface and the second sliding portion as a second sliding surface, wherein both lie flat against each other in operation of the device. This results in a low-wear device.
  • both the first sliding surface and the second sliding surface have a plurality of surface sections, which are separated from each other, for example by tread grooves.
  • Tread grooves can serve, for example, the cleaning and / or cooling of the sliding sections.
  • the contour of the first sliding surface and the contour of the second sliding surface are preferably rectilinear and perpendicular to the intended axis of rotation.
  • the sliding surfaces are then planar, ie two-dimensional surfaces which run perpendicular to the intended axis of rotation. Such surfaces can be manufactured in a simple manner with high precision.
  • first sliding surface and the second sliding surface may be configured three-dimensionally.
  • first sliding surface and the second sliding surface may be configured three-dimensionally.
  • the contour of the first sliding surface in a said cutting plane is rectilinear and perpendicular to the intended axis of rotation.
  • a similarly advantageous effect can be achieved if the contour of the first sliding surface and the contour of the second sliding surface in the said sectional plane is curvilinear, for example circular-arc-shaped. This also applies if the contour is wave-shaped or zigzag-shaped.
  • a first circular cylindrical surface and on the receiving unit a second circular cylindrical surface is formed on the yarn guide ring, which each have an axis which corresponds to the intended axis of rotation, and which cooperate for the radial guidance of the yarn guide ring. In this way, a secure guidance of the thread guide ring can be ensured, even if larger radial forces are present.
  • an aerostatic or preferably an aerodynamic or particularly preferably a magnetic radial bearing may be provided.
  • a pressure source is needed for the radial guidance of the thread guide ring
  • the pressure due to the rotation of the thread guide ring itself is generated.
  • only slight frictional forces occur which, moreover, are essentially independent of the radial forces to be absorbed. So it is at best applied a low braking torque on the thread guide ring.
  • the defined via the sliding surfaces introduced braking torque is not significantly changed by radial forces.
  • means are provided for adjusting the axial forces to a fixed value. This allows the optimal processing of different types of threads, without having to replace parts, such as the thread guide ring.
  • the adjustment means can be simple, since the once set value remains constant until a readjustment.
  • means for variably controlling the axial forces are provided.
  • the axial forces when starting the spindle initially have a relatively low value, so as to facilitate a tarnishing of the yarn guide ring.
  • the axial force can then be increased so as to optimize the spinning process.
  • the force generating means are formed so that the line of action of the resulting axial forces generated is congruent with the intended axis of rotation of the yarn guide ring.
  • a particularly kippresistente storage of the thread guide ring is achieved.
  • the force generating means act without contact.
  • the force generating means may act in particular by magnetic forces and / or by generating static and / or dynamic gas pressures, for example air pressures.
  • the thread guide ring has a first magnetic ring and the receiving unit has a second magnetic ring, wherein it is provided to generate the axial forces during operation of the device by the forces acting between the magnetic rings.
  • the first magnetic ring and the second magnetic ring can be arranged so that the axial forces are generated by their attraction.
  • the first magnetic ring and / or the second magnetic ring comprise a permanent magnet ring.
  • the axial forces can be generated without the use of energy on the side of the thread guide ring and / or the side of the receiving unit.
  • the magnetically active substance of the permanent magnet rings may comprise hard ferrites or preferably metallic alloys of aluminum, nickel and cobalt or more preferably lanthanides.
  • Hard ferrites for example barium ferrite or strontium ferrite, are available comparatively cheaply.
  • metallic alloy magnets made of aluminum, nickel, cobalt and optionally iron, copper and titanium have a higher specific energy content.
  • Magnets of lanthanides, so-called rare earths have an even higher specific energy content.
  • Magnets of samarium cobalt or of neodymium-iron-boron, for example, are suitable.
  • the higher the specific energy content of a magnet the higher are the fields that can be generated and thus forces with the same volume of the magnet.
  • the size of the device can therefore be reduced by appropriate choice of magnetic materials.
  • the total mass of the thread guide ring or the receiving unit can be reduced.
  • first magnetic ring and / or the second magnetic ring is formed as a rigid body, it may simultaneously serve as a supporting element of the thread guide ring or the receiving unit.
  • the device according to the invention can be produced particularly simply.
  • Magnetic flexible films include plastics mixed with magnetic materials. They are available as self-adhesive, flexible films on the market and can be permanently and easily attached even on relatively rough surfaces.
  • the second magnetic ring arranged on the receiving unit is an electromagnet ring
  • the axial forces generated by the force generating means can be adjusted or controlled in a simple manner. This can be done by a control device for controlling the energization of the electromagnet ring.
  • the second magnetic ring is attached to an annular holder whose axial position is variable with respect to an annular body of the receiving unit, which carries the second sliding portion.
  • the distance of the second magnetic ring to the first magnetic ring can be changed when the first sliding portion and the second sliding portion abut each other as intended.
  • the value of the generated axial forces can be adjusted in a simple manner.
  • the annular holder is fastened by means of a threaded arrangement or a bayonet arrangement on the base body, so that the axial position of the holder can be changed by turning the holder.
  • the thread assembly or bayonet assembly can be designed so that the axial position of the second magnetic ring changes by about 2 mm when the holder is rotated by 90 °.
  • the receiving unit may have an annular pressure chamber, which is acted upon by an overpressure, which acts on a side facing away from the first sliding portion of the yarn guide ring, so as to generate the axial forces.
  • the annular pressure chamber may, for example, have a U-shaped cross section into which the section of the thread guide ring protrudes.
  • the pressure chamber may also be formed as a gap between the receiving unit and the corresponding portion of the yarn guide ring, wherein a limitation of the pressure chamber in the radial direction is possible, but not essential. Overall, many forms for the pressure chamber are conceivable. However, it is only essential that it is designed such that an overpressure acting in it presses the first sliding section and the second sliding section in the axial direction towards each other.
  • Particularly preferred means are provided for controlling the overpressure in the pressure chamber. As a result, the axial forces can be easily set to a fixed value or variably controlled.
  • the receiving unit has a mounting portion for fixing the device to a ring rail of a ring spinning or twisting machine.
  • a mounting portion corresponds to corresponding portions of known ring banks.
  • the first sliding portion and / or the second sliding portion is formed on a respective interchangeable sliding element.
  • the sliding elements can be positively or non-positively attached to the thread guide ring or on the receiving unit.
  • a particularly simple device is obtained when the yarn guide ring is driven in operation of the device exclusively by the force exerted by the current thread on the yarn guide element forces. In other words, it is advantageous if the thread guide ring is assigned no active drive.
  • the yarn guide element can be designed as a runner and attached to a running on the yarn guide ring in the circumferential direction track so that it is movable along the track.
  • Rotor and thread guide ring rotate during operation by the same axis of rotation provided, but the rotor rotates at a higher angular velocity. Since the relative speed between the sliding sections is reduced, a particularly low-wear bearing of the thread guide ring results.
  • the thread guide ring according to the invention comprises a leveling compound for compensation of radial forces.
  • the resulting radial force occurring during operation of the yarn guide ring can be lowered. This leads to a smooth running of the yarn guide ring, especially at high spinning or twisting speeds, so that the mentioned disadvantages are avoided.
  • the thread guide ring according to the invention is particularly suitable for the above-described device according to the invention, since unwanted braking forces, such as by friction in a radial sliding bearing, are avoided by reducing the radial forces.
  • the thread guide ring according to the invention can also be used with advantage on conventional devices.
  • the balancing mass is a replaceable element. This allows the adjustment of the balancing mass to the radial forces occurring in each case.
  • the balancing mass may be secured to the yarn guide ring with a suitable, releasable connection. The attachment can be made in a positive and / or non-positive manner.
  • the position of the balancing mass can be fixed variably in the radial direction.
  • the compensation required can be adjusted while the balancing weight remains the same. If, for example, the balancing mass moves radially further outwards, the compensatory effect increases.
  • the thread guide element is designed as a thread eye, for example as a hook or O-shaped thread eye and fixedly arranged on a base body of the thread guide ring. Thread guiding ring and bodies rotate at the same angular velocity. Since no friction occurs between the thread guide element and the thread guide ring, heating of the thread guide element is avoided.
  • the balancing mass is arranged opposite the thread eye in the radial direction. In this way, a particularly good compensation of the radial forces can be effected at a comparatively low leveling compound.
  • a ring spinning or twisting machine according to the invention has a device described above and / or a yarn guide ring described above. This results in the advantages described in each case.
  • FIG. 1 shows from a ring spinning machine 1 a job 2 in a schematic view.
  • the ring spinning machine 1 comprises a plurality of other, not shown jobs as well as a variety of central facilities.
  • the workstation 2 comprises a creel 3, on which a wound with a thread V coil S is set.
  • the thread V is usually a roving V, which has been made for example with a so-called flyer and has only a weak protective rotation.
  • the thread V is withdrawn from the coil S and fed to a drafting system 4 shown only schematically.
  • the drafting 4 is, which is not visible in this illustration, however, arranged inclined for spinning technology reasons. It has the task of forgetting the thread V to the final fineness.
  • a thread guide element 5 is provided, which is fixed to a thread guide ring 6.
  • the thread guide ring 6 is rotatably mounted on a receiving unit 7.
  • the intended axis of rotation A of the thread guide ring 6 and the thread guide element 5 arranged thereon is represented by a dot-dash line.
  • a yarn guide 8 is arranged on the intended axis of rotation A of the yarn guide element 5. Due to the rotation of the yarn guide element 5, a so-called yarn balloon is formed between the yarn guide 8 and the yarn guide element 5.
  • a so-called balloon constriction ring 9 is provided.
  • a sleeve H To wind the twisted yarn F on a sleeve H, the latter is mounted on a driven spindle 10.
  • the sleeve H rotates together with the spindle 10 about an axis which corresponds to the intended axis of rotation A of the yarn guide ring.
  • the direction of rotation is shown by an arrow.
  • Thread guide ring 6 and receiving unit 7 are fixed to a movable up and down ring rail 11.
  • Thread guide ring 6 and receiving unit 7 are fixed to a movable up and down ring rail 11.
  • the twisted thread is wound and, on the other hand, the thread guiding ring 6 is entrained. That is, the yarn guide ring 6 is rotated without its own drive. However, the yarn guide element rotates at a slightly lower angular velocity than the sleeve H. This angular velocity difference ultimately causes the wound thread F to be wound onto the sleeve H.
  • the yarn V is rotated by the circulation of the yarn guide element 5 about the spindle 10. In this case, each revolution corresponds exactly one rotation in the thread F.
  • FIG. 2 shows a device according to the invention, which comprises the yarn guide ring 6 and the receiving unit 7.
  • the device according to the invention is characterized by force generating means 12, 13 for acting on the yarn guide ring 6 with axial forces AK.
  • the force generating means 12, 13 comprise one first magnetic ring 12, which is part of the thread guide ring 6 and a second magnetic ring 13, which is part of the receiving unit 7.
  • the first magnetic ring 12 and the second magnetic ring 13 are poled so that they repel each other.
  • Both magnetic rings 12, 13 are permanent magnet rings.
  • the adjoining forces constantly.
  • a first sliding section 14 formed on the thread guiding ring 6 is pressed against a second sliding section 15 corresponding thereto, formed on the receiving unit 7. In this way, the thread guide ring 6 is mounted virtually free of axial play.
  • FIG. 3 shows an enlarged section of the FIG. 2
  • the first sliding portion 14 is formed as a first sliding surface 14 and the second sliding portion 15 as a second sliding surface 15, wherein both lie flat against each other.
  • the FIGS. 2 and 3 each show sections through the device according to the invention, wherein the cutting plane comprises the intended axis of rotation.
  • the contour of the first sliding surface 14 and the contour of the second sliding surface 15 are rectilinear and perpendicular to the intended axis of rotation A.
  • First and second sliding surface 14, 15 are therefore flat, ie two-dimensional.
  • the first sliding surface 14 is formed on an annular base 16 of the yarn guide ring 6.
  • the second sliding surface 15 is further formed on a replaceable sliding member 17 which is fixed to a base body 18 of the receiving unit 7. Now, if the nature of the sliding surfaces 14 and 15 is selected so that the wear occurs substantially on the interchangeable sliding member 17, so wear can be solved in a simple manner that the sliding member 17 is replaced.
  • a first circular cylindrical surface 19 and on the receiving unit is on the thread guide ring 6 7
  • a second circular cylindrical surface 20 is formed, wherein the circular cylindrical surfaces 19, 20 each have an axis which corresponds to the intended axis of rotation A and cooperate for the radial guidance of the yarn guide ring 6.
  • an aerostatic or preferably an aerodynamic or particularly preferably a magnetic radial bearing could be provided for the radial guidance of the thread guide ring 6.
  • the second magnetic ring 13 is arranged on an annular holder 21. This in turn is connected via a threaded arrangement 22 with the base body 18 of the receiving unit 7.
  • the axial position of the annular holder 21 is therefore variable by turning the holder 21.
  • the distance of the first magnetic ring 12 and the second magnetic ring 13 is also adjustable. Since a reduction in the distance between the magnetic rings 12 and 13 leads to an increase in the axial forces AK generated, the generated axial forces AK can ultimately be adjusted by rotating the annular holder 21. Since, however, a change in the axial forces AK also leads to a change in the frictional forces between the first sliding section 14 and the second sliding section 15, a braking torque acting on the thread guiding ring 6 can be adjusted by turning the holder 21.
  • the receiving unit 7 further has a mounting portion 23 for fixing the device to the ring rail 11.
  • the attachment can be done, for example, as indicated by dash-dotted lines, by a screw connection.
  • the generated axial forces AK occur distributed in the circumferential direction.
  • the axial forces AK are distributed so evenly on the circumference that their sum results in a resultant axial force RAK whose line of action coincides with the intended Rotation axis A is. This results in a particularly stable mounting of the thread guide ring. 6
  • the thread guide ring associated first magnetic ring 12 is formed as a solid body. He therefore exercises a supporting or stabilizing function, so that the base 16 of the yarn guide ring 6 can be made relatively thin.
  • Base 16 and magnetic ring 12 of the thread guide ring are formed substantially rotationally symmetrical. The radial forces generated by a rotation of the yarn guide ring thus essentially cancel each other out.
  • a balancing mass 24 is provided in the radial direction opposite a balancing mass 24 .
  • the balancing mass 24 can be fastened in the radial direction at variable locations.
  • the compensation effect effect of the balancing mass 24 can be adjusted. If the same balancing mass 24 is applied further out, then, at the same rotational speed, larger outward compensating forces result.
  • the setting of the compensation effect can also take place in that different balancing weights are provided, which are used alternately.
  • FIGS. 4 and 5 show a further embodiment of a device according to the invention, which for the job 2 of a ring spinning machine 1 according to the FIG. 1 suitable is.
  • the first magnetic ring 12 ' is designed in this embodiment as a self-adhesive magnetic sheet. Since the film 12 'has a certain flexibility, it can also be attached to a relatively simply machined surface of the main body 16 of the thread guide ring 6. Overall, the thread guide ring 6 can be made very easy.
  • the second magnet ring 13 ' is designed as an electromagnet ring.
  • the second magnetic ring 13 ' is fixed in this embodiment, for example, connected by screw with the main body 18 of the receiving unit 7.
  • the height of the generated axial forces AK can be effected by a variable energization of the electromagnet ring 13 '.
  • a control device 25 is provided. This can be designed so that the current is constant in time with respect to a specific set value. However, it can also be designed so that the energization is variably controlled during operation of the device. By adjusting or by the variable control of the energization of the electromagnet ring 13 'ultimately the generated axial forces AK can be set or controlled.
  • the first sliding surface 14 'and 15' have in the illustrated sectional plane, which includes the intended axis of rotation A has a contour which is rectilinear and oblique to the intended axis of rotation A.
  • the sliding surfaces 14 'and 15' are therefore formed in three dimensions.
  • Such shaped sliding surfaces 14 'and 15' lead to a certain self-centering of the yarn guide ring 6. Furthermore, they contribute to the stable radial mounting of the yarn guide ring 6 at.
  • FIG. 6 shows a further example of a device according to the invention.
  • On the thread guide ring 6 in this case is a track 27 for a runner 5 ' trained thread guide element 5 'is formed.
  • the raceway 27 and the main body 16 rotate at a lower speed than the yarn guide element 5 '.
  • their wear is reduced.
  • the inventively provided axial forces AK are generated in this embodiment by means of an annular pressure chamber 28. This is acted upon by an overpressure, which acts on a portion 29 of the yarn guide ring 6 and so the sliding portions 14 'and 15' presses against each other.
  • the overpressure in the pressure chamber 28 is generated by means of an adjustable or controllable pressure source 30.
  • the pressure chamber 28 is bounded by a U-shaped profile of the receiving unit 7, in which a portion 29 of the yarn guide ring 29 protrudes. Of course, other embodiments of the pressure chamber 28 are possible.
  • FIG. 7 shows a detail of another embodiment of the invention.
  • the contours of the sliding surfaces 14 "and 15" are designed curvilinear. As a result, a self-centering and a stable mounting of the thread guide ring 6 can be effected.
  • the contours of the sliding portions 14 '' and 15 '' are zigzag-shaped. This results in a particularly stable radial guidance of the thread guide ring 6, so that it is possible to dispense with special radial bearings in many cases.
  • the invention is not limited to the illustrated and described embodiments. Rather, the features of the invention can also be combined in other ways. Thus, in particular the described differently shaped contours of the sliding portions 14 and 15 in another way with the described embodiments of the force generating means 12, 13; 12 ', 13'; 28 are combined.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Ringspinn- oder Zwirnmaschine mit einem Fadenführungsring (6), der ein Fadenführelement (5, 5') zum Verdrehen und Umlenken eines laufenden Fadens (F) aufweist, und mit einer Aufnahmeeinheit (7), an welcher der Fadenführungsring (6) um eine vorgesehene Rotationsachse (A) rotierbar angeordnet ist, wobei Krafterzeugungsmittel (12, 13; 12', 13'; 28) zur Beaufschlagung des Fadenführungsrings (6) mit axialen Kräften (AK) vorgesehen sind, welche im Betrieb der Vorrichtung ständig wirken und dadurch einen an dem Fadenführungsring (6) ausgebildeten ersten Gleitabschnitt (14) gegen einen damit korrespondierenden, an der Aufnahmeeinheit (7) ausgebildeten zweiten Gleitabschnitt (15) drücken, um so den Fadenführungsring (6) axial zu lagern. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Ringspinn- oder Zwirnmaschine sowie einen Fadenführungsring für eine Ringspinn- oder Zwirnmaschine.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Ringspinn- oder Zwirnmaschine mit einem Fadenführungsring, an dem ein Fadenführelement zum Verdrehen und Umlenken eines laufenden Fadens angeordnet ist, und mit einer Aufnahmeeinheit, an welcher der Fadenführungsring um eine vorgesehene Rotationsachse rotierbar angeordnet ist.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung einen Fadenführungsring für eine Ringspinn- oder Zwirnmaschine, der ein Fadenführelement zum Verdrehen und Umlenken eines laufenden Fadens aufweist sowie eine Ringspinn- oder Zwirnmaschine.
  • Generelle Aufgabe einer Ringspinnmaschine ist es, einen ihr zugeführten Faserverband durch Verdrehen Festigkeit zu erteilen und den gedrehten Faserverband in einer für das Lagern, Transportieren und Weiterverarbeiten zweckmäßigen Form aufzuwickeln. Bei dem der Ringspinnmaschine zugeführten Faserverband handelt es sich üblicherweise um ein sogenanntes Vorgarn, welches im Allgemeinen lediglich eine schwache Schutzdrehung aufweist. Aus diesem Vorgarn entsteht dann durch das weitere Verdrehen ein sogenanntes Garn.
  • Dem gegenüber hat eine Zwirnmaschine die Aufgabe, eine Vielzahl von gleichzeitig zugeführten Garnen gemeinsam zu verdrehen, so dass ein sogenannter Zwirn entsteht. Dieser Zwirn soll natürlich ebenfalls in einer zweckmäßigen Form aufgewickelt werden.
  • Sowohl beim Ringspinnen als auch beim Zwirnen wird also ein strangförmiger Faserverband verdreht und danach aufgewickelt. Derartige Faserverbände werden im Folgenden einheitlich als Faden bezeichnet. Dabei wird die vorliegende Erfindung im Folgenden am Beispiel des Ringspinnens erläutert. Wegen des ähnlichen Grundprinzips kann sie jedoch auch beim Zwirnen angewendet werden.
  • Prinzipiell wird bei einer Ringspinnmaschine der von einer Vorgarnspule kommende Faden durch einen Fadenführer geführt, der oberhalb einer Spindel in Verlängerung ihrer Achse angeordnet ist. Zwischen dem Fadenführer und der Vorgarnspule ist dabei üblicherweise ein Streckwerk angeordnet, um den Faden auf seine Endfeinheit zu verziehen.
  • Vom ortsfesten Fadenführer wird der Faden zu einem Fadenführelement geleitet, welches an einem Fadenführungsring angeordnet ist, und sich auf einer Kreisbahn um die Spindel bewegen kann. Von dem Fadenführelement wird der Faden einer Hülse zugeführt, welche auf der Spindel aufgesteckt und durch sie in Rotation versetzt wird. Hierdurch wird der Faden aufgewickelt. Damit das Aufwickeln in Form eines sogenannten Kopses möglich ist, bewegt sich der Fadenführungsring samt Fadenführelement in Bezug auf die Spindel in axialer Richtung auf und ab.
  • Bei älteren Ringspinnmaschinen war der Fadenführungsring so befestigt, dass er zwar mit der sogenannten Ringbank die bereits erwähnte Auf-und-ab-Bewegung durchführen, jedoch nicht rotieren konnte. Die Rotation des Fadenführelementes wurde dabei durch dessen Entlanggleiten auf einer Laufbahn des Fadenführungsringes möglich. Wegen der dabei auftretenden hohen Relativgeschwindigkeit zwischen Fadenführelement und Fadenführungsring kam es jedoch zu einem erhöhten Verschleiß der genannten Elemente sowie zu einer unerwünschten Erwärmung derselben, was insbesondere beim Verspinnen von synthetischen Fasern zu Problemen führte.
  • Bei neueren Ringspinnmaschinen ist daher der Fadenführungsring rotierbar gelagert, wobei die Rotation des Fadenführungsringes koaxial zur Rotation der Spindel erfolgt. Dabei weist der Fadenführungsring jedoch keinen eigenen Antrieb auf. Vielmehr wird er über den an dem Fadenführelement eingehängten Faden durch die Spindel mitgenommen.
  • Aus der DE 23 32 029 ist eine Vorrichtung für eine Spinn- oder Zwirnmaschine mit einem Fadenführungsring bekannt, der ein als Läufer ausgebildetes Fadenführelement aufweist. Der Fadenführungsring ist an einer Ringbank rotierbar gelagert. Weiterhin kann das Fadenführelement auf einer Laufbahn des Fadenführungsrings in Umfangrichtung gleiten. In Betrieb der Vorrichtung weist das Fadenführelement eine größere Winkelgeschwindigkeit als ein Grundkörper des Fadenführungsrings auf. Es wird daher von einem asynchronen Fadenführungsring gesprochen. Die Lagerung des Fadenführungsringes erfolgt mittels eines Axiallagers, welches als Magnetlager ausgebildet ist, und mittels eines Radiallagers, das als aerodynamisches Lager ausgeführt ist.
  • Es ist auch bekannt, eine derartige Lageranordnung für Fadenführungsringe zu verwenden, bei denen das Fadenführelement in Bezug auf den Grundkörper feststehend befestigt ist. In diesem Fall spricht man von synchron rotierenden Fadenführungsringen.
  • Mittels einer aus der DE 23 32 029 bekannten Vorrichtung konnte die maximale Spinngeschwindigkeit beim Ringspinnen erhöht werden, da die Reibungsleistung zwischen Fadenführungsring und dem Fadenführelement verringert bzw. vermieden werden konnte. Allerdings blieb die mögliche Erhöhung der Spinngeschwindigkeit hinter den Erwartungen zurück. So wurde mit steigender Spinngeschwindigkeit eine unerwartet hohe Anzahl von Fadenbrüchen und eine Verschlechterung von Qualitätsmerkmalen des erzeugten Fadens beobachtet. Daher werden Ringspinnmaschinen mit rotierenden Ringen in der Praxis mit einer Geschwindigkeit betrieben, welche weit unter der theoretisch möglichen liegt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung, einen Fadenführungsring und eine Ringspinn- oder Zwirnmaschine zu schaffen, welche die genannten Nachteile vermeidet und insbesondere eine weitere Erhöhung der Spinngeschwindigkeit ermöglicht. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Krafterzeugungsmittel zur Beaufschlagung des Fadenführungsringes mit axialen Kräften vorgesehen, welche im Betrieb der Vorrichtung ständig wirken und dadurch einen an dem Fadenführungsring ausgebildeten ersten Gleitabschnitt gegen einen damit korrespondierenden, an der Aufnahmeeinheit ausgebildeten zweiten Gleitabschnitt drücken, um so den Fadenführungsring axial zu lagern.
  • Der Begriff axiale Kräfte bezieht sich dabei auf solche Kräfte, welche parallel zur vorgesehenen Rotationsachse des Fadenführungsringes wirken. Die Krafterzeugungsmittel sind dabei so bemessen, dass der erste Gleitabschnitt und der zweite Gleitabschnitt ständig aneinander anliegen, auch wenn im Betrieb der Vorrichtung externe Kräfte, wie beispielsweise Fadenzugkräfte und Gewichtskräfte, an dem Fadenführungsring angreifen. Ob die Krafterzeugungsmittel dabei so ausgebildet sind, dass sie den Fadenführungsring in Richtung des zweiten Gleitabschnittes schieben oder etwa ziehen, ist dabei unwesentlich. Die erste Gleitfläche und die zweite Gleitfläche wirken in beiden Fällen als axiales Gleitlager.
  • Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten magnetischen Axiallagern mit einem relativ großen Axialspiel ergibt sich hierbei eine stabile Führung des Fadenführungsrings. Der Fadenführungsring ist nahezu axialspielfrei gelagert.
  • Axialbewegungen und Kippbewegungen des Fadenführungsringes sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch dann wirksam verhindert, wenn die Vorrichtung mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird. Hierdurch wird eine durch Axialbewegungen oder Kippbewegungen verursachte periodische oder eine aperiodische Änderung der Kräfte, welche das Fadenführelement auf den laufenden Faden ausübt, vermieden. So kann beispielsweise ein Absinken der Fadenspannung durch eine Bewegung des Fadenführungsringes in Richtung Fadenführer genauso wie ein Ansteigen der Fadenspannung durch eine Bewegung des Fadenführungsringes weg von dem Fadenführer mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verhindert werden. Somit kann die Zahl der Fadenbrüche auch bei höherer Geschwindigkeit gering gehalten werden. Ebenso wird die Qualität des Fadens verbessert.
  • Auch wenn es bei den aus dem Stand der Technik bekannten magnetischen Axiallagern grundsätzlich vorgesehen war, den Fadenführungsring zumindest in axialer Richtung berührungsfrei zu lagern, so kam es in der Praxis immer wieder vor, dass der Fadenführungsring in Betrieb der Vorrichtung periodisch oder aperiodisch in Berührung mit nicht rotierenden Teilen kam. Hierdurch wurde der Fadenführungsring ruckartig gebremst, so dass über das Fadenführelement sich sprunghaft ändernde Kräfte auf den Faden übertragen wurden.
  • Dieses Problem ist durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls gelöst. Da dort der an dem Fadenführungsring ausgebildete erste Gleitabschnitt ständig an dem an der Aufnahmeeinheit ausgebildeten zweiten Gleitabschnitt anliegt, ist auch das Auftreten von sprunghaften Änderungen des auf den Fadenführungsring wirkenden Bremsmomentes verhindert. Hierdurch wird die Fadenbruchhäufigkeit weiter gesenkt und die Garnqualität weiter verbessert.
  • Bei der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung wird der Fadenführungsring, abgesehen von den erwähnten unkontrollierten Berührungen des Fadenführungsrings mit feststehenden Teilen, lediglich durch Luftreibung gebremst. Die insgesamt wirkenden Bremsmomente führen in den meisten Fällen zu einer für einen optimalen Spinnvorgang zu geringen Fadenspannung. Zudem besteht, insbesondere wenn die Spindeldrehzahl verringert wird, die Gefahr, dass der Fadenführungsring die Spindel "überholt".
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung hingegen wird der Fadenführungsring im zeitlichen Verlauf mit einer gleichbleibender Bremskraft beaufschlagt. Diese Bremskraft ist die zwischen dem ersten und dem zweiten Gleitabschnitt wirksame Gleitreibungskraft, welche unter anderem von der Gleitreibungszahl der Reibpartner und der durch die Krafterzeugungsmittel erzeugten Axialkräfte abhängig ist. Die Fadenspannung kann folglich durch Wahl geeigneter Reibpartner und einer darauf abgestimmten Axialkraft auf einen für den Spinnprozess günstigen Wert gebracht werden. Dabei sind Reibpartner mit einer verhältnismäßig kleinen Gleitreibungszahl, beispielsweise mit einer Gleitreibungszahl kleiner gleich 0,2 oder besser kleiner gleich 0,1, bevorzugt, da dann relativ hohe Axialkräfte aufgebracht werden können, was der stabilen Lagerung des Fadenführungsrings zugute kommt.
  • Durch die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen Gleitreibung kann einerseits die gewünschte Fadenspannung erzeugt und andererseits ein "überholen" der Spindel durch den Fadenführungsring vermieden werden, ohne dass es hierzu einer von der Lagerung unabhängigen Bremsvorrichtung bedarf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht zudem ein Bremsen des Fadenführungsringes, ohne dass dessen Position hierzu verändert werden müsste, was zumindest kurzfristig unerwünschte Änderungen der durch das Fadenführelement auf den laufenden Faden ausgeübten Kräfte hätte.
  • Mittels der vorgeschlagenen Vorrichtung ist eine Geschwindigkeit des Fadenführelements von mehr als 50 m/s dauerhaft möglich, ohne dass dadurch eine untolerierbar hohe Anzahl von Fadenbrüchen oder eine untolerierbar schlechte Qualität entstehen würde.
  • Die Geschwindigkeit des Fadenführelementes entspricht in etwa der Gleitgeschwindigkeit, mit der erste und der zweite Gleitabschnitt aneinander reiben. Die Oberfläche des ersten bzw. des zweiten Gleitabschnittes sind daher so auszubilden, dass sie einer Gleitgeschwindigkeit von größer 50 m/s den im Betrieb auftretenden Normalkräften über längere Zeit Stand halten. Beispielsweise können die Oberflächen der Gleitabschnitte mit einer Funktionsschicht ausgerüstet sein, welche eine Plasma modifizierte amorphe Kohlenwasserstoffschicht (Diamond like Carbon = DLC) ist, die nach dem PECVD-Verfahren (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) hergestellt wurde.
  • Grundsätzlich kann einer der beiden Gleitabschnitte so ausgeführt sein, er an dem jeweils anderen Gleitabschnitt linienförmig anliegt. Bevorzugt ist jedoch der erste Gleitabschnitt als erste Gleitfläche und der zweite Gleitabschnitt als zweite Gleitfläche ausgebildet, wobei beide im Betrieb der Vorrichtung flächig aneinander liegen. Hierdurch ergibt sich eine verschleißarme Vorrichtung.
  • Dabei kann sowohl die erste Gleitfläche als auch die zweite Gleitfläche mehrere Flächenabschnitte aufweisen, welche beispielsweise durch Profilrillen von einander getrennt sind. Profilrillen können beispielsweise der Reinigung und/oder der Kühlung der Gleitabschnitte dienen.
  • In einer Schnittebene betrachtet, in der die vorgesehene Rotationsachse liegt, verläuft die Kontur der ersten Gleitfläche und die Kontur der zweiten Gleitfläche bevorzugt geradlinig und senkrecht zur vorgesehenen Rotationsachse. Die Gleitflächen sind dann ebene, also zweidimensionale Flächen, welche senkrecht zur vorgesehenen Rotationsachse verlaufen. Derartige Flächen können auf einfache Weise mit hoher Präzision gefertigt werden.
  • Alternativ können die erste Gleitfläche und die zweite Gleitfläche dreidimensional ausgestaltet sein. Hierbei sind mehrere Ausführungsformen möglich:
  • In einer derartigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kontur der ersten Gleitfläche in einer besagten Schnittebene geradlinig und senkrecht zur vorgesehenen Rotationsachse verläuft. Eine derartige Anordnung bewirkt eine selbsttätige Zentrierung des Fadenführungsringes in Bezug auf die Aufnahmeeinheit. Zudem können so durch die beiden Gleitflächen auch bis zu einem gewissen Grad radiale Kräfte aufgenommen werden. Hierdurch ergibt sich eine besonders stabile Lagerung des Fadenführungsringes.
  • Eine ähnlich vorteilhafte Wirkung kann erzielt werden, wenn die Kontur der ersten Gleitfläche und die Kontur der zweiten Gleitfläche in der genannten Schnittebene krummlinig, beispielsweise kreisbogenförmig verläuft. Dies gilt ebenfalls, wenn die Kontur wellenförmig oder zickzackförmig ausgebildet ist.
  • Weiterhin kann ein Radiallager vorgesehen sein. Auch hier sind verschiedene Ausführungsformen denkbar:
  • In einem Ausführungsbeispiel ist an den Fadenführungsring eine erste kreiszylindrische Fläche und an der Aufnahmeeinheit eine zweite kreiszylindrische Fläche ausgebildet, welche jeweils eine Achse aufweisen, die der vorgesehenen Rotationsachse entspricht, und welche zur radialen Führung des Fadenführungsringes zusammenwirken. Hierdurch kann eine sichere Führung des Fadenführungsringes gewährleistet werden, auch wenn größere radiale Kräfte vorhanden sind.
  • Alternativ oder zusätzlich kann ein aerostatisches oder bevorzugt ein aerodynamisches oder besonders bevorzugt ein magnetisches Radiallager vorgesehen sein. Bei einem aerostatischen Lager wird zur radialen Führung des Fadenführungsringes eine Druckquelle benötigt, wohingegen bei einem Aerodynamischen Lager der Druck durch die Rotation des Fadenführungsringes selbst erzeugt wird. In allen drei Fällen treten lediglich geringe Reibungskräfte auf, welche zudem im Wesentlichen unabhängig von den aufzunehmenden radialen Kräften sind. Es wird also allenfalls ein geringes Bremsmoment auf den Fadenführungsring aufgebracht. Somit wird das über die Gleitflächen definiert eingebrachte Bremsmoment durch radiale Kräfte nicht wesentlich verändert.
  • Bevorzugt sind Mittel zum Einstellen der axialen Kräfte auf einen festen Wert vorgesehen. Dies ermöglicht die optimale Verarbeitung verschiedenartiger Fäden, ohne hierzu Teile, beispielsweise den Fadenführungsring, austauschen zu müssen. Dabei können die Einstellmittel einfach ausgeführt sein, da der einmal eingestellte Wert bis zu einer Neueinstellung konstant bleibt.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind Mittel zum variablen Steuern der axialen Kräfte vorgesehen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die axialen Kräfte beim Starten der Spindel zunächst einen verhältnismäßig geringen Wert aufweisen, um so ein Anlaufen des Fadenführungsringes zu erleichtern. Nach dem erreichen einer bestimmten Drehzahl, beispielsweise der vorgesehenen Betriebdrehzahl, kann die Axialkraft dann erhöht werden, um so den Spinnvorgang zu optimieren. Ebenso ist es denkbar, die axialen Kräfte beim Anhalten der Spindel weiter zu erhöhen, um zu verhindern, dass die Spindel von dem Fadenführungsring überholt wird. Auf diese Weise kann ein geordneter Aufwicklungsvorgang sichergestellt werden.
  • Bevorzugt sind die Krafterzeugungsmittel so ausgebildet, dass die Wirkungslinie der resultierenden der erzeugten axialen Kräfte deckungsgleich mit der vorgesehenen Rotationsachse des Fadenführungsringes ist. Hierdurch wird eine besonders kippresistente Lagerung des Fadenführungsringes erzielt.
  • Wenngleich auch Ausführungsformen denkbar sind, bei der der Fadenführungsring durch die Krafterzeugungsmittel mit derartigen axialen Kräften beaufschlagt ist, welche in die eine axiale Richtung weisen und gleichzeitig mit solchen axialen Kräften beaufschlagt ist, welche in die andere axiale Richtung weisen, so ist es doch von Vorteil, wenn der Fadenführungsring ausschließlich mit axialen Kräften beaufschlagt ist, welche in dieselbe Axialrichtung weisen. Hierdurch ergibt sich ein einfacher Aufbau der Vorrichtung.
  • Vorteilhafterweise wirken die Krafterzeugungsmittel berührungslos. Hierdurch wird das Aufbringen eines ungewollten Bremsmomentes auf den Fadenführungsring vermieden. Die Krafterzeugungsmittel können insbesondere durch magnetische Kräfte und/oder durch Erzeugung statischer und/oder dynamischer Gasdrücke, beispielsweise Luftdrücke, wirken.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Fadenführungsring einen ersten Magnetring und die Aufnahmeeinheit einen zweiten Magnetring auf, wobei vorgesehen ist, die axialen Kräfte in Betrieb der Vorrichtung durch die zwischen den Magnetringen wirkenden Kräfte zu erzeugen. Grundsätzlich können der erste Magnetring und der zweite Magnetring so angeordnet sein, dass die axialen Kräfte durch deren Anziehung erzeugt sind. Es ist jedoch bevorzugt, den ersten Magnetring und den zweiten Magnetring so anzuordnen, dass die axialen Kräfte durch deren Abstoßung erzeugt werden, da sich in diesem Fall eine stabilere Lagerung des Fadenführungsringes ergibt. Wird nämlich in diesem Fall der erste Gleitabschnitt durch äußere Kräfte von dem zweiten Gleitabschnitt wegbewegt, so erhöht sich die axiale Kraft und sorgt dafür, dass die beiden Gleitabschnitte wieder aufeinander zu bewegt werden und aneinander anliegen.
  • Vorteilhafterweise umfassen der erste Magnetring und/oder der zweite Magnetring einen Permanentmagnetring. Hierdurch können die Axialkräfte ohne Einsatz von Energie auf der Seite des Fadenführungsringes und/oder der Seite der Aufnahmeeinheit erzeugt werden.
  • Die magnetisch wirksame Substanz der Permanentmagnetringe kann Hartferrite oder bevorzugt metallische Legierungen aus Aluminium, Nickel und Kobalt oder besonders bevorzugt Lanthanide umfassen. Hartferrite, beispielsweise Bariumferrit oder Strontiumferrit stehen vergleichsweise billig zur Verfügung. Metallische Legierungsmagnete aus Aluminium, Nickel, Kobalt sowie gegebenenfalls Eisen, Kupfer und Titan weisen demgegenüber einen höheren spezifischen Energieinhalt auf. Einen noch höheren spezifischen Energieinhalt weisen Magnete aus Lanthaniden, sogenannten seltenen Erden, auf. Geeignet sind beispielsweise Magnete aus Samariumkobalt oder aus Neodymium-Eisen-Bor. Je höher der spezifische Energieinhalt eines Magnetes ist, desto höher sind die erzeugbaren Felder und damit Kräfte bei gleichem Volumen des Magnetes. Die Baugröße der Vorrichtung kann daher durch entsprechende Wahl der magnetischen Werkstoffe verkleinert werden. Zudem kann die Gesamtmasse des Fadenführungsringes bzw. der Aufnahmeeinheit verringert werden.
  • Wenn der erste Magnetring und/oder der zweite Magnetring als starrer Körper ausgebildet ist, so kann er gleichzeitig als tragendes Element des Fadenführungsringes bzw. der Aufnahmeeinheit dienen.
  • Wenn der erste Magnetring und/oder der zweite Magnetring als flexible Folie, vorzugsweise als selbstklebende Folie ausgebildet ist, so kann die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders einfach hergestellt werden. Magnetische flexible Folien umfassen Kunststoffe, welche mit Magnetwerkstoffen gemischt sind. Sie sind als selbstklebende, flexible Folien am Markt erhältlich und können auch auf verhältnismäßig roh bearbeiteten Oberflächen dauerhaft und einfach befestigt werden.
  • Wenn der an der Aufnahmeeinheit angeordnete zweite Magnetring ein Elektromagnetring ist, so können die durch die Krafterzeugungsmittel erzeugten axialen Kräfte in einfacher Weise eingestellt oder gesteuert werden. Dies kann durch eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Bestromung des Elektromagnetringes erfolgen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Magnetring an einem ringförmigen Halter befestigt, dessen axiale Position in Bezug auf einen ringförmigen Grundkörper der Aufnahmeeinheit, welcher den zweiten Gleitabschnitt trägt, veränderbar ist. Hierdurch kann der Abstand des zweiten Magnetrings zum ersten Magnetring verändert werden, wenn der erste Gleitabschnitt und der zweite Gleitabschnitt wie vorgesehen aneinander anliegen. Hierdurch kann der Wert der erzeugten axialen Kräfte in einfacher Weise eingestellt werden.
  • In vorteilhafter Weiterbildung ist der ringförmige Halter mittels einer Gewindeanordnung oder einer Bajonettanordnung an dem Grundkörper befestigt, so dass die axiale Position des Halters durch Drehen des Halters veränderbar ist. Die Gewindeanordnung bzw. die Bajonettanordnung kann so ausgelegt werden, dass sich die axiale Position des zweiten Magnetringes um etwa 2 mm ändert, wenn der Halter um 90° gedreht wird.
  • Auch kann die Aufnahmeeinheit eine ringförmige Druckkammer aufweisen, welche mit einem Überdruck beaufschlagbar ist, der auf einen dem ersten Gleitabschnitt abgewandten Abschnitt des Fadenführungsringes wirkt, um so die axialen Kräfte zu erzeugen. Die ringförmige Druckkammer kann beispielsweise einen U-fömigen Querschnitt aufweisen, in den der Abschnitt des Fadenführungsringes hinein ragt. Die Druckkammer kann jedoch auch als Spalt zwischen der Aufnahmeeinheit und dem korrespondierenden Abschnitt des Fadenführungsringes ausgebildet sein, wobei eine Begrenzung der Druckkammer in radialer Richtung möglich, aber nicht unbedingt erforderlich ist. Insgesamt sind viele Formen für die Druckkammer denkbar. Wesentlich ist jedoch nur, dass sie so ausgebildet ist, dass ein in ihr wirkender Überdruck den ersten Gleitabschnitt und den zweiten Gleitabschnitt in axialer Richtung aufeinander drücken.
  • Besonders bevorzugt sind Mittel zur Steuerung des Überdrucks in der Druckkammer vorgesehen. Hierdurch können die axialen Kräfte in einfacher Weise auf einen festen Wert eingestellt oder variabel gesteuert werden.
  • Vorteilhafterweise weist die Aufnahmeeinheit einen Befestigungsabschnitt zum Festlegen der Vorrichtung an einer Ringbank einer Ringspinn- oder Zwirnmaschine auf. Ein derartiger Befestigungsabschnitt korrespondiert mit entsprechenden Abschnitten bekannter Ringbänke. Hierdurch wird es möglich, vorhandene ältere Vorrichtungen gegen eine erfindungsgemäße Vorrichtung auszutauschen. Die Leistungsfähigkeit vorhandener Maschinen kann dadurch auf einfache Weise erhöht werden.
  • Vorteilhafterweise ist der erste Gleitabschnitt und/oder der zweite Gleitabschnitt an jeweils einem auswechselbaren Gleitelement ausgebildet. Im Falle des Verschleißes muss nur das jeweilige Gleitelement ausgewechselt werden. Die Gleitelemente können form- oder kraftschlüssig an dem Fadenführungsring bzw. an der Aufnahmeeinheit befestigt sein.
  • Eine besonders einfach ausgeführte Vorrichtung ergibt sich dann, wenn der Fadenführungsring in Betrieb der Vorrichtung ausschließlich durch die durch den laufenden Faden auf das Fadenführungselement ausgeübten Kräfte angetrieben ist. Mit anderen Worten: Es ist vorteilhaft, wenn dem Fadenführungsring kein aktiver Antrieb zugeordnet ist.
  • Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Axialkomponenten der durch den laufenden Faden auf das Fadenführerelement ausgeübten Kräfte den ersten Gleitabschnitt gegen den zweiten Gleitabschnitt drücken. Hierdurch kann verhindert werden, dass der laufende Faden den am Fadenführungsring angeordneten Gleitabschnitt von den an der Aufnahmeeinheit angeordneten zweiten Gleitabschnitt abhebt. Es ergibt sich eine besonders stabile Lagerung.
  • Das Fadenführelement kann als Läufer ausgebildet und an einer am Fadenführungsring in Umfangsrichtung verlaufenden Laufbahn so befestigt sein, dass es entlang der Laufbahn beweglich ist. Läufer und Fadenführungsring rotieren dabei im Betrieb um dieselbe vorgesehene Rotationsachse, jedoch dreht der Läufer mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit. Da die Relativgeschwindigkeit zwischen den Gleitabschnitten vermindert ist, ergibt sich eine besonders verschleißarme Lagerung des Fadenführungsringes.
  • Der erfindungsgemäße Fadenführungsring umfasst eine Ausgleichsmasse zur Kompensation radialer Kräfte.
  • Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik Fadenführungsringen ergibt sich im Betrieb des Fadenführungsringes ein ruhiger Lauf. Hierdurch kann die Spinngeschwindigkeit bei geringer Fadenbruchzahl und hoher Qualität des erzeugten Fadens erhöht werden.
  • Radiale Kräfte entstehen beim Betrieb des Fadenführungsringes unter anderem durch seine Rotation. Zwar heben sich diese radialen Kräfte zu einem großen Teil selbst auf, da der Fadenführungsring zu einem großen Teil rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Jedoch verbleibt bei den aus dem Stand der Technik bekannten Fadenführungsringen vor allem durch die Masse des Fadenführelementes eine radiale Restkraft.
  • Diese durch die Rotation bewirkte radiale Restkraft wird teilweise durch radial wirkende Kräfte, welche der laufende Faden auf das Fadenführelement ausübt, aufgehoben. Allerdings muss die letztendlich verbleibende resultierende Radialkraft durch entsprechende Lagerelemente aufgenommen werden. Die resultierende Radialkraft nimmt mit steigender Spinn- oder Zwirngeschwindigkeit exponentiell zu. Dies führt gerade bei hohen Geschwindigkeiten zu einem unruhigen Lauf des bekannten Fadenführungsringes, was wiederum die maximale Spinn- oder Zwirngeschwindigkeit begrenzt und somit die Wirtschaftlichkeit des Zwirn- oder Spinnprozesses senkt. Aber auch bei den prinzipiell möglich Geschwindigkeit führt der unruhige Lauf zu einer Verschlechterung der qualitativen Fadenparameter sowie zu einer höheren Zahl von Fadenbrüchen.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgleichsmasse kann die im Betrieb des Fadenführungsringes auftretende resultierende Radialkraft gesenkt werden. Dies führt zu einem ruhigen Lauf des Fadenführungsringes, gerade auch bei hohen Spinn- oder Zwirngeschwindigkeiten, so dass die genannten Nachteile vermieden sind.
  • Der erfindungsgemäße Fadenführungsring eignet sich insbesondere für die oben beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung, da durch die Verringerung der radialen Kräfte unerwünschte Bremskräfte, etwa durch Reibung in einem radialen Gleitlager, vermieden werden. Der erfindungsgemäße Fadenführungsring kann jedoch auch mit Vorteil an herkömmlichen Vorrichtungen eingesetzt werden.
  • Bevorzugt ist die Ausgleichsmasse ein auswechselbares Element. Dies ermöglicht die Anpassung der Ausgleichsmasse an die im jeweiligen Fall auftretenden radialen Kräfte. Die Ausgleichsmasse kann mit einer geeigneten, lösbaren Verbindung an dem Fadenführungsring befestigt sein. Die Befestigung kann form und/oder kraftschlüssig erfolgen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Position der Ausgleichsmasse in radialer Richtung variabel festlegbar. Hierdurch kann bei gleichbleibender Ausgleichsmasse die erforderliche Kompensation eingestellt werden. Wird beispielsweise die Ausgleichsmasse radial weiter nach Außen verlagert, so erhöht sich der kompensatorische Effekt.
  • In einer Ausführungsform ist das Fadenführelement als Fadenauge, beispielsweise als Haken oder O-förmiges Fadenauge ausgebildet und an einem Grundkörper des Fadenführungsrings feststehend angeordnet. Fadenführungsring und Grundkörper rotieren also mit derselben Winkelgeschwindigkeit. Da zwischen dem Fadenführelement und dem Fadenführungsring keine Reibung auftritt, ist eine Erwärmung des Fadenführelementes vermieden.
  • Bevorzugt ist die Ausgleichsmasse dem Fadenauge in radialer Richtung gegenüber angeordnet. Hierdurch kann eine besonders gute Kompensation der radialen Kräfte bei einer vergleichsweise geringen Ausgleichsmasse bewirkt werden.
  • Eine erfindungsgemäße Ringspinn- oder Zwirnmaschine weist eine oben beschriebene Vorrichtung und/oder einen oben beschriebenen Fadenführungsring auf. Es ergeben sich die jeweils beschriebenen Vorteile.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Arbeitsstelle einer Ringspinnmaschine in schematischer Darstellung;
    Figuren 2 und 3
    ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    Figuren 4 und 5
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    Figur 6
    ein drittes Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    Figur 7
    eine Detailansicht eines vierten Ausführungsbeispiels und
    Figur 8
    eine Detailansicht eines fünften Ausführungsbeispiels.
  • Figur 1 zeigt von einer Ringspinnmaschine 1 eine Arbeitsstelle 2 in schematischer Ansicht. Die Ringspinnmaschine 1 umfasst eine Vielzahl weiterer, nicht gezeigter Arbeitsstellen sowie eine Vielzahl von zentralen Einrichtungen.
  • Die Arbeitsstelle 2 umfasst ein Spulengatter 3, an dem eine mit einem Faden V bewickelte Spule S festgelegt ist. Bei dem Faden V handelt es sich üblicherweise um ein Vorgarn V, welches beispielsweise mit einem sogenannten Flyer hergesellt wurde und lediglich eine schwache Schutzdrehung aufweist. Der Faden V wird von der Spule S abgezogen und einem nur schematisch dargestellten Streckwerk 4 zugeführt. Das Streckwerk 4 ist, was in dieser Darstellung allerdings nicht sichtbar ist, aus spinntechnologischen Gründen geneigt angeordnet. Es hat die Aufgabe, den Faden V bis zur Endfeinheit zu verziehen. Um dem nun sehr dünnen Faden V durch Verdrehen Festigkeit zu erteilen und den verdrehten Faden F in einer zweckmäßigen Form aufzuwickeln ist ein Fadenführelement 5 vorgesehen, welches an einem Fadenführungsring 6 befestigt ist. Der Fadenführungsring 6 ist rotierbar an einer Aufnahmeeinheit 7 gelagert.
  • Die vorgesehene Rotationsachse A des Fadenführungsringes 6 und des daran angeordneten Fadenführelements 5 ist durch eine strichpunktierte Linie dargestellt. Zwischen dem Streckwerk 4 und dem Fadenführelement 5 ist auf der vorgesehenen Rotationsachse A des Fadenführelements 5 ein Fadenführer 8 angeordnet. Bedingt durch die Rotation des Fadenführelements 5 bildet sich zwischen dem Fadenführer 8 und dem Fadenführelement 5 ein sogenannter Fadenballon aus. Um eine unerwünschte radiale Ausbreitung des Fadenballons zu verhindern, ist ein sogenannter Balloneinengungsring 9 vorgesehen.
  • Zum Aufwickeln des gedrehten Fadens F auf eine Hülse H ist letztere auf eine angetriebene Spindel 10 aufgesteckt. Die Hülse H rotiert dabei gemeinsam mit der Spindel 10 um eine Achse, welche der vorgesehenen Rotationsachse A des Fadenführungsringes entspricht. Die Drehrichtung ist dabei durch einen Pfeil dargestellt.
  • Fadenführungsring 6 und Aufnahmeeinheit 7 sind an einer auf und ab bewegbaren Ringbank 11 festgelegt. Durch die Auf-und-ab-Bewegung der Ringbank 11 kann der verdrehte Faden F in Form eines Kopses K auf die H aufgewickelt werden.
  • Durch die Drehung der Hülse H wird einerseits der verdrehte Faden aufgewickelt und andererseits der Fadenführungsring 6 mitgenommen. Das heißt, der Fadenführungsring 6 wird ohne eigenen Antrieb in Rotation versetzt. Das Fadenführelement dreht jedoch mit einer etwas geringeren Winkelgeschwindigkeit als die Hülse H. Diese Winkelgeschwindigkeitsdifferenz bewirkt letztlich das Aufwickeln des gedrehten Fadens F auf die Hülse H. Das Verdrehen des Fadens V erfolgt durch den Umlauf des Fadenführelements 5 um die Spindel 10. Dabei entspricht jeder Umlauf genau einer Drehung im Faden F. Für den ordnungsgemäßen Betrieb der Arbeitsstelle 2 ist es daher von Bedeutung, dass die Spindel 1 und das Fadenführelement 5 mit einem definierten Drehzahlverhältnis rotieren. Da die Spindeldrehzahl bzw. die Hülsendrehzahl im Regelfall vorgegeben ist, wird das Drehzahlverhältnis durch eine Beeinflussung der Rotation des Fadenführelements 5 durchgeführt. Hierzu dient eine erfindungsgemäße Vorrichtung, welche im folgenden näher erläutert wird.
  • Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, welche den Fadenführungsring 6 und die Aufnahmeeinheit 7 umfasst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch Krafterzeugungsmittel 12, 13 zur Beaufschlagung des Fadenführungsringes 6 mit axialen Kräften AK gekennzeichnet. Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 umfassen die Krafterzeugungsmittel 12, 13 einen ersten Magnetring 12, der Bestandteil des Fadenführungsringes 6 ist und einen zweiten Magnetring 13, der Bestandteil der Aufnahmeeinheit 7 ist. Der erste Magnetring 12 und der zweite Magnetring 13 sind so gepolt, dass sie sich gegenseitig abstoßen. Beide Magnetringe 12, 13 sind Permanentmagnetringe. Hierdurch wirken die anstoßenden Kräfte ständig. Dadurch wird ein an dem Fadenführungsring 6 ausgebildeter erster Gleitabschnitt 14 gegen einen damit korrespondierenden, an der Aufnahmeeinheit 7 ausgebildeten zweiten Gleitabschnitt 15 gedrückt. Auf diese Weise ist der Fadenführungsring 6 praktisch axialspielfrei gelagert.
  • Figur 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Figur 2. Der erste Gleitabschnitt 14 ist als erste Gleitfläche 14 und der zweite Gleitabschnitt 15 als zweite Gleitfläche 15 ausgebildet, wobei beide flächig aneinander liegen. Die Figuren 2 und 3 zeigen jeweils Schnitte durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Schnittebene die vorgesehene Rotationsachse umfasst. In dieser Schnittebene verlaufen die Kontur der ersten Gleitfläche 14 und die Kontur der zweiten Gleitfläche 15 geradlinig und senkrecht zur vorgesehenen Rotationsachse A. Erste und zweite Gleitfläche 14, 15 sind daher eben, also zweidimensional ausgeführt.
  • Die erste Gleitfläche 14 ist an einem ringförmigen Grundkörper 16 des Fadenführungsringes 6 ausgebildet. Die zweite Gleitfläche 15 ist weiterhin an einem auswechselbaren Gleitelement 17 ausgebildet, welches an einem Grundkörper 18 der Aufnahmeeinheit 7 befestigt ist. Wenn nun die Beschaffenheit der Gleitflächen 14 und 15 so gewählt wird, dass der Verschleiß im Wesentlichen an dem auswechselbaren Gleitelement 17 auftritt, so kann ein Verschleiß in einfacher Weise dadurch behoben werden, dass das Gleitelement 17 ausgewechselt wird.
  • Da die zweidimensional ausgebildeten Gleitflächen 14 und 15 eine radiale Führung des Fadenführungsringes 6 nicht gewährleisten, ist an dem Fadenführungsring 6 eine erste kreiszylindrische Fläche 19 und an der Aufnahmeeinheit 7 eine zweite kreiszylindrische Fläche 20 ausgebildet, wobei die kreiszylindrischen Flächen 19, 20 jeweils eine Achse aufweisen, die der vorgesehenen Rotationsachse A entspricht und zur radialen Führung des Fadenführungsringes 6 zusammenwirken. Ergänzend oder alternativ könnte zur radialen Führung des Fadenführungsringes 6 ein aerostatisches oder bevorzugt ein aerodynamisches oder besonders bevorzugt ein magnetisches Radiallager vorgesehen sein.
  • Der zweite Magnetring 13 ist an einem ringsförmigen Halter 21 angeordnet. Dieser wiederum ist über eine Gewindeanordnung 22 mit dem Grundkörper 18 der Aufnahmeeinheit 7 verbunden. Die axiale Position des ringförmigen Halters 21 ist daher durch Drehen des Halters 21 veränderbar. Hierdurch ist ebenfalls der Abstand des ersten Magnetringes 12 und des zweiten Magnetringes 13 einstellbar. Da eine Verringerung des Abstandes zwischen den Magnetringen 12 und 13 zu einer Vergrößerung der erzeugten axialen Kräfte AK führt, können die erzeugten axialen Kräfte AK letztlich durch Drehen des ringförmigen Halters 21 eingestellt werden. Da aber eine Veränderung der Axialkräfte AK auch zu einer Veränderung der Reibungskräfte zwischen dem ersten Gleitabschnitt 14 und dem zweiten Gleitabschnitt 15 führt, kann durch Verdrehen des Halters 21 auch ein auf den Fadenführungsring 6 wirkendes Bremsmoment eingestellt werden.
  • Die Aufnahmeeinheit 7 weist ferner einen Befestigungsabschnitt 23 zum Festlegen der Vorrichtung an der Ringbank 11 auf. Die Befestigung kann beispielsweise, wie mittels strichpunktierter Linien angedeutet, durch eine Schraubverbindung erfolgen. Von den durch die Krafterzeugungsmittel 12, 13 erzeugten axialen Kräften AK sind nur diejenigen dargestellt, welche in der Schnittebene liegen. Selbstverständlich treten die erzeugten axialen Kräfte AK in Umfangsrichtung verteilt auf. Dabei sind die axialen Kräfte AK am Umfang derart gleichmäßig verteilt, dass deren Summe eine resultierende Axialkraft RAK ergibt, deren Wirkungslinie deckungsgleich mit der vorgesehenen Rotationsachse A ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders stabile Lagerung des Fadenführungsringes 6.
  • Der dem Fadenführungsring zugehörige erste Magnetring 12 ist als fester Körper ausgebildet. Er übt daher eine tragende bzw. stabilisierende Funktion aus, so dass der Grundkörper 16 des Fadenführungsringes 6 verhältnismäßig dünn ausgebildet sein kann. Grundkörper 16 und Magnetring 12 des Fadenführungsringes sind im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Die durch eine Rotation des Fadenführungsringes erzeugten Radialkräfte heben sich insoweit also im Wesentlichen auf.
  • Allerdings tritt am hakenförmig ausgeführten Fadenführungselement 5 im Falle einer Rotation eine nach außen gerichtete radiale Kraft auf. Im Betrieb des Vorrichtung tritt am Fadenführelement jedoch auch eine zur Achse hin gerichtete Kraft auf, welche durch die Spannung des laufenden Fadens bewirkt wird. Die beiden am Fadenführelement 5 angreifenden Kräfte heben sich jedoch in aller Regel nicht auf. Vielmehr ist im Regelfall die nach Außen gerichtete Massenträgheitskraft größer als die nach Innen gerichtete Zugkraft.
  • Daher ist in radialer Richtung gegenüberliegend eine Ausgleichsmasse 24 vorgesehen. Die Ausgleichsmasse 24 kann dabei in radialer Richtung an variablen Orten befestigt werden. So kann beispielsweise bei einem Partiewechsel, der eine geänderte Fadenspannung erforderlich macht, die Kompensationswirkungswirkung der Ausgleichsmasse 24 eingestellt werden. Wird dieselbe Ausgleichsmasse 24 weiter außen angebracht, so ergeben sich nämlich bei gleicher Drehgeschwindigkeit größere nach Außen gerichtete Ausgleichskräfte.
  • Die Einstellung der Kompensationswirkung kann aber auch dadurch erfolgen, dass unterschiedliche Ausgleichsmassen vorgesehen sind, welche wechselweise eingesetzt werden.
  • Die Figuren 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche für die Arbeitsstelle 2 einer Ringspinnmaschine 1 gemäß der Figur 1 geeignet ist. Der erste Magnetring 12' ist in diesem Ausführungsbeispiel als selbstklebende Magnetfolie ausgeführt. Da die Folie 12' eine gewisse Flexibilität aufweist, kann sie auch einer verhältnismäßig einfach bearbeiteten Oberfläche des Grundkörpers 16 des Fadenführungsringes 6 befestigt werden. Insgesamt kann der Fadenführungsring 6 sehr einfach hergestellt werden.
  • Der zweite Magnetring 13' ist als Elektromagnetring ausgeführt. Der zweite Magnetring 13' ist in diesem Ausführungsbeispiel fest, beispielsweise über Schraubverbindungen mit dem Grundkörper 18 der Aufnahmeeinheit 7 verbunden. Die Höhe der erzeugten axialen Kräfte AK kann durch eine variable Bestromung des Elektromagnetringes 13' bewirkt werden. Hierzu ist eine Steuereinrichtung 25 vorgesehen. Diese kann so ausgebildet sein, dass die Bestromung in zeitlicher Hinsicht konstant nach einem bestimmten Einstellwert erfolgt. Sie kann jedoch auch so ausgebildet sein, dass die Bestromung im Betrieb der Vorrichtung variabel gesteuert wird. Durch die Einstellung bzw. durch die variable Steuerung der Bestromung des Elektromagnetringes 13' können letztendlich die erzeugten axialen Kräfte AK eingestellt bzw. gesteuert werden.
  • Die erste Gleitfläche 14' und 15' weisen in der dargestellten Schnittebene, welche die vorgesehene Rotationsachse A umfasst eine Kontur auf, welche geradlinig und schräg zur vorgesehenen Rotationsachse A verläuft. Die Gleitflächen 14'und 15' sind daher dreidimensional ausgebildet. Derart geformte Gleitflächen 14' und 15' führen zu einer gewissen Selbstzentrierung des Fadenführungsringes 6. Weiterhin tragen sie zur stabilen radialen Lagerung des Fadenführungsringes 6 bei.
  • Figur 6 zeigt ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. An dem Fadenführungsring 6 ist hierbei eine Laufbahn 27 für ein als Läufer 5' ausgebildetes Fadenführelement 5' ausgebildet. Im Betrieb der Vorrichtung rotieren die Laufbahn 27 und der Grundkörper 16 mit einer geringeren Geschwindigkeit als das Fadenführelement 5'. Durch die dadurch verminderte Relativgeschwindigkeit zwischen den Gleitabschnitten 14' und 15' vermindert sich deren Verschleiß.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehenen Axialkräfte AK werden in diesem Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer ringförmigen Druckkammer 28 erzeugt. Diese ist mit einem Überdruck beaufschlagbar, der auf einem Abschnitt 29 des Fadenführungsringes 6 wirkt und so die Gleitabschnitte 14' und 15' aneinander drückt. Der Überdruck in der Druckkammer 28 ist mittels einer Einstell- oder steuerbaren Druckquelle 30 erzeugt. Die Druckkammer 28 ist durch ein U-förmiges Profil der Aufnahmeeinheit 7 begrenzt, in welches ein Abschnitt 29 des Fadenführungsringes 29 hineinragt. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen der Druckkammer 28 möglich.
  • Figur 7 zeigt ein Detail einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die Konturen der Gleitflächen 14" und 15" sind hierbei krummlinig ausgeführt. Hierdurch kann eine Selbstzentrierung und eine stabile Lagerung des Fadenführungsringes 6 bewirkt werden.
  • Beim Ausführungsbeispiel der Figur 8 sind die Konturen der Gleitabschnitte 14"' und 15"' zickzack-förmig ausgebildet. Es ergibt sich eine besonders stabile radiale Führung des Fadenführungsringes 6, sodass in vielen Fällen auf spezielle Radiallager verzichtet werden kann.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können die erfindungsgemäßen Merkmale auch in anderer Weise kombiniert werden. So können insbesondere die beschriebenen unterschiedlich ausgebildeten Konturen der Gleitabschnitte 14 und 15 in anderer Weise mit den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Krafterzeugungsmittel 12, 13; 12', 13'; 28 kombiniert werden.

Claims (39)

  1. Vorrichtung für eine Ringspinn- oder Zwirnmaschine mit einem Fadenführungsring (6), der ein Fadenführelement (5, 5') zum Verdrehen und Umlenken eines laufenden Fadens (F) aufweist, und mit einer Aufnahmeeinheit (7), an welcher der Fadenführungsring (6) um eine vorgesehene Rotationsachse (A) rotierbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Krafterzeugungsmittel (12, 13; 12', 13'; 28) zur Beaufschlagung des Fadenführungsrings (6) mit axialen Kräften (AK) vorgesehen sind, welche im Betrieb der Vorrichtung ständig wirken und dadurch einen an dem Fadenführungsring (6) ausgebildeten ersten Gleitabschnitt (14) gegen einen damit korrespondierenden, an der Aufnahmeeinheit (7) ausgebildeten zweiten Gleitabschnitt (15) drücken, um so den Fadenführungsring (6) axial zu lagern.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gleitabschnitt (14, 14', 14", 14"') als erste Gleitfläche (14, 14', 14", 14"') und der zweite Gleitabschnitt (15, 15', 15", 15"') als zweite Gleitfläche (15, 15', 15", 15"') ausgebildet sind, welche flächig aneinander liegen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der ersten Gleitfläche (14) und die Kontur der zweiten Gleitfläche (15) in einer Schnittebene, in der die vorgesehene Rotationsachse (A) liegt, geradlinig und senkrecht zur vorgesehenen Rotationsachse (A) verläuft.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der ersten Gleitfläche (14') und die Kontur der zweiten Gleitfläche (15') in einer Schnittebene, in der die vorgesehene Rotationsachse (A) liegt, geradlinig und schräg zur vorgesehenen Rotationsachse (A) verläuft.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der ersten Gleitfläche (14") und die Kontur der zweiten Gleitfläche(15") in einer Schnittebene, in der die vorgesehene Rotationsachse (A) liegt, krummlinig, beispielsweise kreisbogenförmig, verläuft.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der ersten Gleitfläche (14"') und die Kontur der zweiten Gleitfläche (15"') in einer Schnittebene, in der die vorgesehene Rotationsachse liegt (A), wellenförmig oder zickzackförmig verläuft.
  7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fadenführungsring (6) eine erste kreiszylindrische Fläche (19) und an der Aufnahmeeinheit (7) eine zweite kreiszylindrische Fläche (20) ausgebildet sind, welche jeweils eine Achse aufweisen, die der vorgesehenen Rotationsachse (A) entspricht, und welche zur radialen Führung des Fadenführungsringes (6) zusammenwirken.
  8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein aerostatisches und/oder bevorzugt ein aerodynamisches und/oder besonders bevorzugt ein magnetisches Radiallager vorgesehen ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (22) zum Einstellen der axialen Kräfte (AK) auf einen festen Wert vorgesehen sind.
  10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (25, 30) zum variablen Steuern der axialen Kräfte (AK) vorgesehen sind.
  11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkungslinie der Resultierenden (RAK) der axialen Kräfte (AK) deckungsgleich mit der vorgesehenen Rotationsachse (A) ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführungsring (6) ausschließlich mit axialen Kräften (AK) beaufschlagt ist, welche in die selbe Axialrichtung weisen.
  13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krafterzeugungsmittel (12, 12', 13, 13') berührungslos, insbesondere durch magnetische Kräfte und/oder durch Erzeugung statischer und/oder dynamischer Gasdrücke, beispielsweise Luftdrücke, wirken.
  14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführungsring (6) einen ersten Magnetring (12, 12') und die Aufnahmeeinheit (7) einen zweiten Magnetring (13, 13') aufweist, wobei vorgesehen ist, die axialen Kräfte (AK) im Betrieb der Vorrichtung zumindest teilweise durch deren Abstoßung oder Anziehung zu erzeugen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Magnetring (12, 12') und/oder der zweite Magnetring (13, 13') einen Permanentmagnetring (12, 12', 13) umfasst.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch wirksame Substanz der Permanentmagnetringe (12, 12', 13) Hartferrite oder bevorzugt metallische Magnete aus Aluminium, Nickel und Kobalt oder besonders bevorzugt Lanthanide umfasst.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Magnetring (12, 12') und/oder der zweite Magnetring (13, 13') als starrer Körper (12, 13, 13') ausgebildet ist.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Magnetring (12, 12') und/oder der zweite Magnetring (13, 13') als flexible Folie (12'), vorzugsweise als selbstklebende Folie (12'), ausgebildet ist.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Magnetring (13, 13') ein Elektromagnetring (13') ist, wobei vorzugsweise eine Steuereinrichtung (25) zur Steuerung der Bestromung des Elektromagnetrings (13') vorgesehen ist.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Magnetring (13, 13') an einem ringförmigen Halter (21) befestigt ist, dessen axiale Position in Bezug auf einen ringförmigen Grundkörper (18) der Aufnahmeeinheit (7), der den zweiten Gleitabschnitt trägt (15), veränderbar ist.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (21) mittels einer Gewindeanordnung (22) oder einer Bajonettanordnung an dem Grundkörper (18) befestigt ist, wobei die axiale Position des Halters (21) durch Drehen des Halters (21) veränderbar ist.
  22. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (7) eine ringförmige Druckkammer (28) aufweist, welche mit einem Überdruck beaufschlagbar ist, der auf einen dem ersten Gleitabschnitt (14, 14', 14", 14"') abgewandten Abschnitt (29) des Fadenführungsrings (6) wirkt, um so die axialen Kräfte (AK) zumindest teilweise zu erzeugen.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (30) zur Steuerung des Überdrucks in der Druckkammer (28) vorgesehen sind.
  24. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (7) einen Befestigungsabschnitt (23) zum Festlegen der Vorrichtung an einer Ringbank (11) einer Ringspinn- oder Zwirnmaschine (1) aufweist.
  25. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gleitabschnitt (14, 14', 14", 14"') und/oder der zweite Gleitabschnitt (15, 15', 15", 15"') an jeweils einem auswechselbaren Gleitelement (17) ausgebildet ist.
  26. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführungsring (6) im Betrieb der Vorrichtung ausschließlich durch die durch den laufenden Faden (F) auf das Fadenführerelement (5, 5') ausgeübten Kräfte angetrieben ist.
  27. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkomponenten der durch den laufenden Faden (F) auf das Fadenführerelement (5, 5') ausgeübten Kräfte den ersten Gleitabschnitt (14) gegen den zweiten Gleitabschnitt (15) drücken.
  28. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenführelement (5, 5') als Läufer (5') ausgebildet und an einer am Fadenführungsring (6) in Umfangsrichtung verlaufenden Laufbahn (27) so befestigt ist, dass es entlang der Laufbahn (27) beweglich ist.
  29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenführelement (5, 5') als Fadenauge (5), beispielsweise als haken- oder o-förmiges Fadenauge (5), ausgebildet und in Bezug auf einen Grundkörper (16) des Fadenführungsrings (6) feststehend angeordnet ist.
  30. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführungsring (6) eine Ausgleichsmasse (24) zur Kompensation radialer Kräfte umfasst.
  31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (24) ein auswechselbares Element (24) ist.
  32. Vorrichtung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Ausgleichsmasse (24) in radialer Richtung variabel festlegbar ist.
  33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (24) dem Fadenauge (5) in radialer Richtung gegenüberliegt.
  34. Fadenführungsring (6) für eine Ringspinn- oder Zwirnmaschine, insbesondere für eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, der ein Fadenführelement (5, 5') zum Verdrehen und Umlenken eines laufenden Fadens (F) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass er eine
  35. Fadenführungsring (6) nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (24) ein auswechselbares Element (24) ist.
  36. Fadenführungsring (6) nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Ausgleichsmasse (24) in radialer Richtung variabel festlegbar ist.
  37. Fadenführungsring (6) nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenführelement (5, 5') als Fadenauge (5), beispielsweise als haken- oder o-förmiges Fadenauge (5), ausgebildet und in Bezug auf einen Grundkörper (16) des Fadenführungsrings (6) feststehend angeordnet ist.
  38. Fadenführungsring (6) nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (24) dem Fadenauge (5) in radialer Richtung gegenüberliegt.
  39. Ringspinn- oder Zwirnmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33 und/oder ein Fadenführungsring (6) nach einem der Ansprüche 34 bis 38 vorgesehen ist.
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