Beschreibung:
Klemmvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung für Fäden an einer Spindel einer Spinn- oder Zwirnmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE 196 28 826 Al ist eine Klemmvorrichtung bekannt, welche ein fest auf einem Wirtel einer Spindel angebrachtes Klemmelement und einem axial zur Längsachse der Spindel verschiebbares Klemmelement aufweist. Die Klemmelemente werden durch eine Druckfeder, die sich am verschiebbaren Klemmelement und dem Wirtel abstützt, gegeneinander gepresst, so dass sich zwischen den Klemmelementen ein Klemmspalt ausbildet. Um den Klemmspalt durch das Verschieben des verschiebbaren Klemmelementes entgegen der Kraft der Druckfeder zu öffnen, weist das verschiebbare Klemmelement eine nach innen geneigte konische Ringfläche auf, die mit dem feststehenden Klemmelement eine Ringkammer begrenzt, in welcher bewegliche Fliehkraftelemente angeordnet sind. Bei Überschreitung einer Grenzdrehzahl ist die von den Fliehkraftkörpern auf das verschiebbare Klemmelement aufgebrachte Kraft größer, als die Federkraft, was zu einer Bewegung des verschiebbaren Klemmelementes in axialer Richtung und dadurch zum Öffnen des Klemmspaltes führt.
Bei ünterschreitung der Grenzdrehzahl geht die Klemmvorrichtung in ihre Klemmposition. In der Klemmposition, in der die Stirnflächen der beiden Klemmelemente gegeneinander gepresst werden, greift eine an der Stirnfläche des verschiebbaren Klemmelementes angeordnete Schulter in eine korrespondierende Ringnut an der Stirnfläche des feststehenden Klemmelementes ein, um die Ringkammer gegenüber dem Klemmspalt abzuschotten.
Als nachteilig erweist sich an dieser Klemmvorrichtung, dass es trotz der Schulter zu einem Eindringen von Fadenresten in die Ringkammer kommen kann. Dies wird dadurch begünstigt, dass die Ringnut als eine Hinterschneidung ausbildet ist, in welche sich zu klemmende Fadenreste, Fasermaterial oder dergleichen hineinziehen können. Durch weitere Klemmvorgänge können bereits in der Ringnut befindliche Fadenreste über die Schulter in die Ringkammer gelangen, wodurch das Abschleudern des Fadenrestes beim Doffen verhindert wird und es zu einer Verschmutzung der Ringkammer kommt. Die Verschmutzung der Ringkammer hat zur Folge, dass die darin angeordneten Fliehkraftelemente zumindest teilweise blockiert werden, was zu einer Beeinträchtigung der Funktionalität der Klemmvorrichtung, insbesondere durch die auftretende Unwucht, führt. Des Weiteren werden bereits in der Ringnut befindliches Fasermaterial oder Fadenreste durch die Federkraft in dieser zusammengepresst und lassen sich beim Öffnen des Klemmspaltes nicht mehr abschleudern. Somit wird mit der zunehmenden Verschmutzung der Ringnut die auf den Faden aufbringbare Klemmwirkung reduziert, was die Funktionalität der Klemmvorrichtung weiter beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Klemmvorrichtung derart weiter zu bilden, dass ein weitgehend unterbrechungsfreier Dauerbetrieb der Klemmvorrichtung gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Klemmvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer solchen Klemmvorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Klemmvorrichtung sieht vor, dass die Aufnahmen für die Fliehkraftelemente auf der dem Klemmspalt gegenüberliegenden Seite der Klemmvorrichtung
angeordnet sind, wobei zwischen den Aufnahmen und dem Klemmspalt eine Druckfeder angeordnet ist. Durch die räumliche Beabstandung der der Anordnung und Führung der Fliehkörper dienenden Aufnahmen vom Klemmspalt wird die Verschmutzungsanfälligkeit der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung verringert. Das Eindringen von Fadenresten, Fasermaterial oder dergleichen über den Klemmspalt in die Aufnahmen der Fliehkraftelemente wird auf diese Weise weitgehend vermieden, wodurch das Auftreten von Blockierungen der Fliehkraftelemente durch in die Führungen eindringende Fadenreste oder dergleichen verhindert wird.
Zudem erlaubt die vom Klemmspalt beabstandete Positionierung der Fliehkraftelemente den Einsatz der Klemmvorrichtung auch für Ringe mit kleinerem Ringdurchmesser, die das Spindeloberteil konzentrisch umgeben und auf denen ein Läufer umläuft, der den Faden zur Hülse umlenkt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Aufnahmen als zwei miteinander korrespondierende, sich in radialer Richtung erstreckende Halbschalen ausgebildet sein, die die Fliehkraftelemente umschließen. Dies hat den Vorteil, dass die Fliehkraftelemente auf Grund des Formschlusses zwangsgeführt werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei welchem die Führung der Fliehkraftelemente in Kanälen erfolgt, die an der Unterseite des feststehenden Klemmelementes angeordnet sind und somit ein relativ großes Spiel zulassen, befinden sich durch die erfindungsgemäße Zwangssteuerung alle Fliehkraftkörper stets auf einer Bahn mit demselben Achsabstand, wodurch Unwuchten vermieden werden können. Die Fliehkraftelemente sind in jeder Position innerhalb der Aufnahmen nahezu spielfrei geführt und üben dieselben Axialkräfte auf das verschiebbare Klemmelement aus, wodurch ein Verkanten des Klemmelementes verhindert wird. Die geschlossene Ausführung der Aufnahmen verhindert zudem das
Eindringen von Fadenresten oder dergleichen, wodurch die Gefahr einer Beeinträchtigung der Funktionalität weiter reduziert wird.
Vorteilhafterweise können die Aufnahmen gleichmäßig über den Umfang der Klemmvorrichtung verteilt angeordnet sein. Diese Anordnung der Aufnahmen bewirkt eine weitgehend verkantungsfreie Führung des verschiebbaren Klemmelementes auf dem Spindeloberteil. Hierzu können die Aufnahmen unter einem Winkel kleiner oder gleich 180°, insbesondere unter einem Winkel von 90° oder 60° zueinander versetzt angeordnet sein. Dies ermöglicht die Anordnung von zwei oder mehr über den Umfang der Klemmvorrichtung verteilten Fliehkraftelementen.
Vorzugsweise können jeweils eine Halbschale an dem verschiebbaren Klemmelement und die jeweils korrespondierende Halbschale an einem fest angeordneten Sockelelement angeordnet sein. Das Sockelelement stützt sich an einem am Spindeloberteil angeordneten Antriebswirtel ab und dient dem verschiebbaren Klemmelement als Widerlager. Die kulissenartige Führung der Fliehkraftelemente kann in den Halbschalen des Sockelelementes oder des verschiebbaren Klemmelementes mit einer zur Horizontalen geneigten Kulisse und die korrespondierenden Halbschalen mit einer zur Horizontalen im Wesentlichen parallelen Kulisse ausgebildet sind, wobei die Kulissen der Führung der Fliehkraftelemente dienen. Die Kulissen der Halbschalen mit zur Horizontalen im Wesentlichen parallelen Kulissen bewirken, dass sich die Fliehkraftelemente in diesen Halbschalen im Wesentlichen in radialer Richtung nach außen bewegen können, während durch die Neigung der Kulissen der korrespondierenden Halbschale die Fliehkraftelemente das verschiebbare Klemmelement in axialer Richtung bewegen, um den Klemmspalt zu öffnen.
Insbesondere kann die Neigung der Kulissen im verschiebbaren Klemmelement zwischen 10° und 70°, insbesondere zwischen 15° und 65° betragen. Dies ermöglicht die Auswahl der Federkraft, die die beiden Klemmelemente in der Klemmposition der Klemmvorrichtung gegeneinander presst, da je nach Ausführung der Neigung der Kulissen die Gegenkraft variiert.
Des Weiteren kann das verschiebbare Klemmelement mit seinen Halbschalen in auf dem äußeren Umfang des Sockelelementes angeordneten Nuten geführt sein. Die Nuten vereinfachen die Montage bei der Zuführung des verschiebbaren Klemmelementes und stellen die miteinander korrespondierende Anordnung der Halbschalen zueinander sicher, so dass die Fliehkraftelemente von den Halbschalen nahezu vollständig umschlossen sind. Zudem wird durch die Nuten ein Verdrehen des verschiebbaren Klemmelementes gegenüber dem Sockelelement verhindert.
Insbesondere können die Klemmelemente an ihren einander zugewandten Stirnflächen komplementäre Stege und Ausnehmungen aufweisen. Auf diese Weise lässt sich die Klemmwirkung durch einen spitzeren Klemmwinkel zwischen den Stegen und Ausnehmungen sowie der Vergrößerung der Fadenanlagefläche zwischen den Stegen und Ausnehmungen erhöhen.
Weiterhin können die Mantelflächen der Klemmelemente im Bereich des Klemmspaltes zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet sein. Auf diese Weise wird die Zuführung des Fadens vereinfacht, wenn dieser nicht unmittelbar in den Klemmspalt eingelegt wird, sondern an der Mantelfläche eines der Klemmelemente anliegt. Die Konizität der Mantelfläche bewirkt, dass der Faden aufgrund der Fadenspannung in den Klemmspalt hineinrutschen kann, um beim Abbremsen der Spindel sicherzustellen, dass der Faden über seine zugeführte Länge im Klemmspalt liegt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines Spindeloberteiles;
Fig. 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung in ihrer Klemmposition;
Fig. 3 eine Schnittansicht der Klemmvorrichtung in geöffneter
Position; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Sockelelementes.
Fig. 1 zeigt ein Spindeloberteil 1 einer Spindel einer Textilmaschine, insbesondere einer Spinn- und Zwirnspindel. Das Spindeloberteil 1 weist einen Schaft aus Metall auf, der der Aufnahme einer nicht dargestellten Hülse dient, auf die ein Faden zu einem Kops aufgewickelt werden soll . Hierzu ist auf dem Spindeloberteil 1 ein nicht dargestellter Spinnring angeordnet, der das Spindeloberteil 1 konzentrisch umgibt und auf dem ein Läufer umläuft, der den Faden zur Hülse umlenkt und auf dieser aufwickelt. Am Spindeloberteil 1 ist ein Antriebswirtel 2 angeordnet, über den das Spindeloberteil 1 während des Betriebes der Textilmaschine antreibbar ist.
Der Antriebswirtel 2 weist ein Gewinde 3 auf, das der Befestigung einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung 4 zur Klemmung des Fadens beim Doffen des hergestellten Kopses dient. Die Klemmvorrichtung 4 ist fliehkraftbetätigt und kann zwei Positionen einnehmen, eine Klemmposition, in der der Faden geklemmt wird, und eine geöffnete Position, in der der Faden zugeführt beziehungsweise freigegeben und abgeschleudert werden kann.
Fig. 2 stellt die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung 4 in ihrer Klemmposition dar, während in Fig. 3 die Klemmvorrichtung 4 in geöffneter Position dargestellt ist. In der Klemmposition werden die Stirnflächen zweier Klemmelemente 5, 6 gegeneinander gepresst, während in der geöffneten Position ein Klemmspalt 16 zwischen den beiden Klemmelementen 5, 6 entsteht. Die Klemmvorrichtung 4 ist mehrteilig ausgeführt und umfasst ein feststehendes Klemmelement 5 und ein axial verschiebbares, gegen das feststehende Klemmelement 5 anpressbares Klemmelement 6 sowie ein Sockelelement 7, das sich in montierter Position der Klemmvorrichtung 4 an einem flanschförmigen Absatz 10 des Antriebswirteis 2 abstützt, um die Klemmvorrichtung 4 in axialer Richtung zu fixieren.
Des Weiteren umfasst die Klemmvorrichtung 4 eine Druckfeder 8 sowie mehrere Fliehkraftelemente 9, die insbesondere als Kugeln ausgeführt und die unter einem Winkel zueinander versetzt über den Umfang des Spindeloberteiles 1 gleichmäßig verteilt in der Klemmvorrichtung 4 angeordnet sind. Die Klemmelemente 5, 6 weisen an ihren einander zugewandten Stirnflächen komplementäre Stege und Ausnehmungen auf, die in der Klemmposition der Klemmvorrichtung 4 ineinander greifen, um eine größere Klemmwirkung auf den im Klemmspalt 16 befindlichen Faden auszuüben. Die dem Klemmspalt 16 zugewandten
Mantelflächen 17, 18 der Klemmelemente 5, 6 sind abschnittsweise konisch ausgebildet.
Das Sockelelement 7 dient der Aufnahme und Führung der Fliehkraftelemente 9. Hierzu weist das im Wesentlichen zylindrische Sockelelement 7 eine zur Längsachse des Spindeloberteiles 1 koaxiale Wandung 11 auf, die mit einer der Anzahl von Fliehkraftelementen 9 entsprechenden Zahl von Durchbohrungen 12 versehen ist. Auf der dem Antriebswirtel 2 abgewandten Seite der Wandung 11 sind Halbschalen 13 angeordnet,
die sich, wie in Fig. 4 dargestellt, von den Durchbohrungen 12 ausgehend radial zur Längsachse des Spindeloberteiles 1 nach außen erstrecken. Die Halbschalen 13 schließen sich dabei an die Durchbohrungen 12 in axialer Richtung an.
Um die Fliehkraftelemente 9 nahezu vollständig zu umschließen, weist das verschiebbare Klemmelement 6 mit den Halbschalen 13 korrespondierende, sich in radialer Richtung erstreckende Halbschalen 15 auf. Die der Aufnahme der Fliehkraftelemente 9 dienenden Halbschalen 13, 15 sind entsprechend der Form der kugelförmigen Fliehkraftelemente 9 ausgebildet und an deren Abmessungen angepasst. Zudem weist die Wandung 11 sich in axialer Richtung des Spindeloberteiles 1 erstreckende Nuten 14 auf, die benachbart zu den Halbschalen 13 auf der Wandung 11 angeordnet sind. Die Nuten 14 dienen dabei der Positionierung sowie der Verdrehsicherung des verschiebbaren Klemmelementes 6. Hierzu weisen die Nuten 14 des Sockelelementes 7 eine der Breite der Halbschalen 15 entsprechende Breite auf, so dass die Halbschalen 15 in diesen geführt werden. Das Kleπtmelement 6 wird durch die Nuten 14 derart gegenüber dem Sockelelement 7 positioniert und geführt, dass in auf dem Spindeloberteil 1 montierter Position der Klemmvorrichtung 4 die
Fliehkraftelemente 9 von den Halbschalen 13, 15 umschlossen und nach außen hin abgedichtet werden, indem die beiden korrespondierenden Halbschalen 13, 15 in auf dem Spindeloberteil 1 montierter Position der Klemmvorrichtung 4 eine geschlossene Kammer bilden. Auf diese Weise wird eine Führung der Fliehkraftelemente 9 erreicht und die Fliehkraftelemente 9 werden vor einer Verschmutzung durch Fadenreste, Fasermaterial oder dergleichen geschützt.
Die Führung der Fliehkraftelemente 9 wird durch eine kulissenartige Führung erreicht. Hierzu weisen die Halbschalen 15 des Klemmelementes 6 eine zur Horizontalen
geneigte Kulisse auf und die Halbschalen 13 des Sockelelementes 7 eine sich in radialer Richtung erstreckende Kulisse, in denen sich die kugelförmigen Fliehkraftelemente 9 bewegen können. Der Winkel der geneigten Kulisse beträgt vorzugsweise zwischen 10° und 70°, insbesondere 15° bis 65°.
Die Druckfeder 8 stützt sich an dem Sockelelement 7 und an dem das Sockelelement 7 umgebenden verschiebbaren Klemmelement 6 ab und drückt dieses in Richtung des feststehenden Klemmelementes 5. Der Übergang zwischen der Klemmposition und der geöffneten Position der Klemmvorrichtung 4 erfolgt bei Unter- bzw. Überschreitung einer Grenzdrehzahl im Spinnbetrieb. Die Grenzdrehzahl entspricht der Drehzahl des Spindeloberteiles 1, bei welcher die durch die Fliehkraftelemente 9 auf das verschiebbare Klemmelement 6 ausgeübte, in axialer Richtung wirkende Kraft geringer ist, als die durch Reibung und die Druckfeder 8 auf die Klemmelemente 5, 6 einwirkende Kraft.
Das Überschreiten der Grenzdrehzahl bewirkt, dass die Fliehkraftelemente 9 nach außen gedrückt werden, wobei sie innerhalb der beiden Halbschalen 13, 15 durch die Kulissen zwangsgeführt werden. Die Neigung der Kulissen der Halbschalen 15 des verschiebbaren Klemmelementes 6 führt dazu, dass von den Fliehkraftelementen 9 eine parallel zur Längsachse des Spindeloberteiles 1 verlaufende Kraft auf das Klemmelement 6 einwirkt, die der Kraft der Druckfeder 8 entgegen wirkt und betragsmäßig größer ist. Dies führt zu einer axialen Verschiebung des Klemmelementes 6, wodurch der Klemmspalt 16 geöffnet wird. Steht ein Doffvorgang der Hülse an, wird eine nicht dargestellte Ringbank soweit nach unten geführt, dass der von dem am Spinnring umlaufenden Läufer geführte Faden in den Bereich des geöffneten Klemmspaltes 16 gelegt wird. Dabei ist es nicht erforderlich, den Faden mit einer vollen Umdrehung um die Klemmvorrichtung 4 zu winden. Beim Anlegen an eine der konischen
Mantelflächen 17, 18 der Klemitielemente 5, 6 gleitet der Faden aufgrund der Konizität und der Fadenspannung in den Kleπunspalt 16 bzw. wird der Faden unmittelbar in den Klemmspalt 16 gelegt.
Das Unterschreiten der Grenzdrehzahl durch den folgenden Abbremsvorgang führt zu einer Verringerung der Fliehkraft, so dass sich die Fliehkraftelemente 9 nach innen bewegen und schließlich bei Stillstand der Spindel an der Oberfläche des Antriebswirteis 2 anliegen, wie in Fig. 2 dargestellt, wodurch keine ausreichende, der Druckfeder 8 entgegen gerichtete Kraft auf das verschiebbare Klemmelement 6 aufgebracht wird. Die Federkraft presst das verschiebbare Klemmelement 6 gegen das feststehende Klemmelement 5, wodurch der Klemmspalt 16 geschlossen wird. Die zueinander komplementären Stege und Ausnehmungen an den Stirnflächen der Klemmelemente 5, 6 greifen ineinander und klemmen den im Klemmspalt 16 befindlichen Faden. Das nachfolgende Doffen der Hülse bewirkt das Durchtrennen des Fadens. Hierzu sind die Stege, die beispielsweise trapezförmig oder als Spitzverzahnung ausgebildet sind, scharfkantig ausgeführt, wodurch das Durchtrennen des Fadens vereinfacht wird.
Nachdem der Vorgang des Doffens abgeschlossen und der Spinnbetrieb wieder aufgenommen wurde, wird beim Überschreiten der Grenzdrehzahl der Klemmspalt 16 wieder geöffnet, was zum Wegschleudern des darin befindlichen Fadenrestes führt, der bis dahin im Klemmspalt 16 verblieben ist.