WO2013068451A1 - Fadenführeinrichtung für eine ein vorgarn verspinnende spinnmaschine - Google Patents

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WO2013068451A1
WO2013068451A1 PCT/EP2012/072118 EP2012072118W WO2013068451A1 WO 2013068451 A1 WO2013068451 A1 WO 2013068451A1 EP 2012072118 W EP2012072118 W EP 2012072118W WO 2013068451 A1 WO2013068451 A1 WO 2013068451A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
thread
guide channel
guiding device
yarn
bearing
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/072118
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Schneider
Uwe Heitmann
Original Assignee
Deutsche Institute Für Textil- Und Faserforschung Denkendorf
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Institute Für Textil- Und Faserforschung Denkendorf filed Critical Deutsche Institute Für Textil- Und Faserforschung Denkendorf
Publication of WO2013068451A1 publication Critical patent/WO2013068451A1/de

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/04—Guides for slivers, rovings, or yarns; Smoothing dies
    • D01H13/045—Guide tube
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/02—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously ring type

Definitions

  • the present invention relates to a yarn feeding device for a roving spinning spinning machine for placing between a drafting device for supplying a yarn and a rotationally driven spindle for winding up the yarn, wherein the yarn receives a final rotation between the drafting system and the spindle.
  • Roving yarns are relatively fine elongated fiber composites of staple fibers, which have a small rotation, namely a so-called protective rotation, which serves to stabilize the fine fiber structure so far that it is spinnable.
  • the fineness of a roving is between 0.9 Nm and 5 Nm, with greater fineness generally increasing, typically between 20 T / m and 75 T / m.
  • the spinning process begins in a drafting system with the reduction of the number of fibers per unit length in the roving to the desired fineness of the yarn to be spun, which is typically between 25 Nm and 200 Nm. This is followed by the actual formation of the finished twisted yarn with the twisting of the fibers downstream of the drafting system.
  • the rotation is generated by a rotor rotating on a ring.
  • the thread is wound onto a sleeve plugged onto a rotationally driven spindle in the form of a cop by the ring / rotor system.
  • the thread runs straight from the spinning zone located directly at the drafting system exit via a thread guide eyelet into a balloon zone.
  • spinning machines suitable for spinning rovings are bell, cap or hopper spinning machines in which a bell-shaped, cap-shaped or funnel-shaped guide element is slipped over the spindle.
  • thread guide is used to deflect the thread to the cop. Upstream of the thread guide, the thread is guided on the inside of the guide element, so that the problems caused by balloon formation are avoided.
  • Object of the present invention is therefore to improve a roving spinning spinning machine of the type mentioned.
  • a thread guiding device of the type mentioned above in which a thread guide channel is provided with a thread inlet and a thread nauslass which rotates coaxially to the spindle rotatable on a in an axial direction relative to the spindle (10) back and forth Carrier device is mounted by means of a bearing assembly, which comprises a non-contact radial bearing, wherein the yarn outlet is arranged so that the thread leaving the thread leaving thread is pulled in a tangential direction to the spindle and thereby set the yarn guide channel in rotation.
  • the thread guiding device is particularly suitable for spinning machines, which spin rovings with a fineness between 0.9 Nm and 5 Nm and a rotation between 20 T / m and 75 T / m and finished finished threads with a fineness between 25 Nm and 200 Nm and a Generate rotation between 200 T / m and 2000 T / m.
  • a thread guide channel Under a thread guide channel is a thread transverse to a direction multilateral leading arrangement understood that leads the thread over a substantial length.
  • the thread inlet is that region at which the thread enters the thread guide channel
  • the thread outlet is that region at which the thread emerges from the thread guide channel.
  • a non-contact bearing is understood as one in which the transfer of bearing forces takes place without direct contact of the stationary body to the rotating body.
  • a radial bearing is such a bearing, which leads a rotatable element in radial directions.
  • the inventively provided thread guide channel can have a significantly lower mass than a bell-shaped, cap or funnel-shaped guide element of a bell, cap or hopper spinning machines.
  • the non-contact radial bearing leads to a low friction during the rotation of the yarn guide channel.
  • the low mass of the thread guide channel and the low friction during rotation of the thread guide channel allows a waiver of an active drive of the thread guide channel.
  • the drive of the yarn guide channel can therefore be done exclusively on the pulled by the spindle thread. This creates a self-regulating drive of the yarn guide channel, which compensates for changes in the spindle speed and / or Aufwinde mismessers automatically. In this way, thread breaks and disturbances are avoided by Kopsied due to drive-related fluctuations in the thread tension.
  • the thread guide channel can also prevent the thread forming a balloon as in conventional ring spinning machines or significantly reduce the balloon. As a result, the air resistance generated by the rotation can be reduced, which leads to a reduction in energy consumption, especially at high speeds.
  • the friction in the yarn guide thereby causes the yarn tension in the spinning zone is lower than in a ring spinning machine, so that in contrast the risk of thread breakage is reduced.
  • the thread guide device according to the invention can replace the conventional ring / traveler system, so that its wear problems and / or speed-limiting effects are avoided.
  • the circular path of the yarn outlet may have a larger radius than the circular path of the rotor of a ring spinning machine, which at a given speed by the maximum speed of the rotor is limited. In this way, cops with a larger diameter can be produced by means of the thread guiding device according to the invention.
  • the bearing arrangement comprises a first thrust bearing through which the thread guide channel is mounted without contact in an axial direction, and in that the bearing arrangement comprises a second thrust bearing through which the thread guide channel is slidably mounted in a direction opposite thereto ,
  • a radial bearing is understood such a bearing, which leads a rotatable element in one of the axial directions.
  • a sliding bearing bearing is also called slide bearing, in which case the transfer of bearing forces under direct contact of the fixed body to the rotating body, so that solid friction arises.
  • the design of the sliding thrust bearing for example by selecting the materials rubbing against one another, makes it possible to adjust the overall friction of the rotation of the thread guide channel and thus the thread tension at the thread outlet, so that the cop body can be optimized.
  • the contact force of the friction can be influenced by the design of the contactless thrust bearing, which also allows adjustment of the total friction of the rotation of the thread guide channel and thus the thread tension at the thread outlet.
  • the bearing arrangement comprises a fluid bearing, in particular an air bearing.
  • Fluid bearings are common Bearings in which the bearing forces between the mutually movable bodies by a thin fluid film, namely a gas film or a liquid film, are transmitted.
  • Dynamic fluid bearings self-assemble the fluid film by movement, while static fluid bearing supplies pressurized fluid.
  • the use of a fluid bearing allows a simple construction of the thread guide device as well as a low-friction and low-wear bearing of the thread guide channel.
  • a static fluid bearing is preferred, since this already build a fluid film at a standstill and thus can work with low friction and controllable within certain limits, while a dynamic fluid bearing can build up a corresponding fluid film only at a minimum speed.
  • Particularly preferred is an air bearing, since compressed air is available as standard in a spinning mill.
  • the bearing arrangement comprises a magnetic bearing.
  • Magnetic bearings are generally bearings in which the bearing forces between the mutually movable bodies are transmitted by magnetic forces. Passive magnetic bearings generate the magnetic forces with permanent magnets, while active magnetic bearings use electromagnets.
  • the use of a fluid bearing allows a simple construction of the thread guide device and a low-friction and low-wear mounting of the thread guide channel. In this case, an active magnetic bearing is preferred because it is less susceptible to aging effects and controllable within certain limits.
  • the thread guide channel consists at least in sections of metal, preferably of stainless steel, or of a fiber-reinforced plastic, preferably of a carbon fiber-reinforced plastic.
  • Metals, such as stainless steel are rigid and relatively abrasion resistant at low weight. Fiber-reinforced plastics are even more rigid in terms of their weight. The use of such materials therefore makes it possible to Permitted thread guide particularly easy to perform, which contributes to a reduction of the moving masses, so that a non-round barrel is counteracted and thus higher speeds and spinning speeds are possible.
  • the yarn guide channel is seen in the axial direction in the region of its center of gravity. Compared to a thread guide channel mounted at the end, the bending forces generated by centrifugal forces acting on the thread guide channel are thus reduced, so that the thread guide channel can be designed with a lower material thickness, which accommodates the reduction of the moving masses. In addition, a non-round run generated by dynamic deformation of the yarn guide channel is counteracted, which allows significantly higher speeds and spinning speeds overall.
  • the thread guide channel is formed symmetrically with respect to a radially oriented plane which runs through its center of gravity.
  • a radial plane is perpendicular to the axis of the spindle.
  • a symmetrical design with respect to such a plane results in an optimal weight distribution, which is not changed due to a symmetrical dynamic deformation of the yarn guide channel caused thereby.
  • a particularly round run of the yarn guide channel is effected, which allows even higher speeds and spinning speeds.
  • the thread inlet is arranged centrically.
  • the thread between the drafting and the thread inlet always run on the same path, even if the thread guide channel rotates as intended.
  • the rotation distribution processes become stable under constant conditions, in particular independently of the instantaneous angle of rotation of the yarn guide channel, performed, which leads to a uniform rotation in the thread and a reduction of thread breakages.
  • the thread inlet is arranged eccentrically, wherein between the drafting and the eccentric thread inlet a centrally arranged thread guide element, in particular a thread guide eye, is arranged.
  • a centrally arranged thread guide element in particular a thread guide eye
  • the thread in the thread guide channel is strongly and optionally repeatedly deflected to guide the thread from the central thread inlet around the spindle to the necessarily eccentric thread outlet.
  • the yarn guide element may be stationary or fixed on a carrier device which reciprocates in an axial direction relative to the spindle, for example on a yarn guide bench.
  • the thread guide channel runs in a straight line or simply curved.
  • the friction of the thread in the thread guide channel is further reduced, so that less friction and less wear.
  • the thread guide channel is tubular, at least in the area of the bearing arrangement, preferably from the thread inlet to the thread outlet.
  • a tubular design of the thread guide channel is understood to mean such a design in which the thread guide channel has a substantially closed cross section.
  • the tubular thread guide channel can be formed single-walled and self-supporting, so that a simple structure results, wherein the thread is guided on all sides, which prevents, in particular at high speeds, that the thread slips laterally out of the channel.
  • a tubular thread guide facilitates automatic insertion of the thread before the beginning of spinning, because so the thread can be sucked in with a suction air stream.
  • the thread guide channel has a lateral slot for insertion of the thread.
  • the slot can be arranged in particular on the spindle-facing side of the thread guide channel, since the thread is urged in the operation of the thread guide by centrifugal forces in the opposite direction, so that an undesirable exit of the thread through the slot is avoided.
  • the thread guide channel thread inlet side comprises an integrally formed curved channel element and Fadenauslass section an integrally formed straight channel element.
  • curved channel elements are more difficult to produce than straight channel elements.
  • the yarn guide channel is composed at least of a curved channel element and at least one straight channel element, results in comparison to a one-piece yarn guide a simplified production.
  • different materials can be used for the bent sections and the straight sections, which are each adapted to the respective requirements.
  • a material with a higher abrasion resistance can be used for the bent portion, because there is a higher friction.
  • the curved and / or the straight channel element may in particular be tubular.
  • the curved channel element made of metal, preferably made of stainless steel. Channel elements such as pipes and metal profiles can initially be formed as straight extruded parts and then bent. This curved metal channel element are easy to produce.
  • many metals are particularly resistant to abrasion. Particularly abrasion-resistant and corrosion-resistant is stainless steel.
  • the straight channel element consists of a fiber-reinforced plastic, preferably of a carbon fiber-reinforced plastic.
  • Fiber reinforced plastics include a plastic matrix and carbon fibers incorporated therein. Such a composite is particularly light in relation to its stability. In this way, a particularly low total mass of the rotating parts of the thread guide device results.
  • the thread guide channel has an aerodynamic cross-section, in particular an oval or drop-shaped cross section, at least in sections relative to the direction of rotation.
  • An aerodynamic cross-section is understood to mean such a cross-section which has a small drag coefficient, for example less than 0.5, preferably less than 0.3 and particularly preferably less than 0.1.
  • the thread inlet has an inlet insert for guiding the thread, preferably with a surface which is more resistant to abrasion than an adjacent region of the thread guide channel, in particular made of stainless steel or ceramic.
  • the inlet insert may be formed in particular interchangeable.
  • the thread inlet insert is designed for the lateral insertion of the thread. As a result, the insertion of the thread in the thread guide channel is further facilitated.
  • the thread inlet insert may in particular be designed in the manner of a thread guide eye.
  • the thread outlet has an outlet insert for guiding the thread, preferably with an abrasion-resistant surface, in particular made of stainless steel or ceramic.
  • an abrasion-resistant surface in particular made of stainless steel or ceramic.
  • the thread outlet insert is designed for the lateral insertion of the thread. As a result, the insertion of the thread in the thread guide channel is further facilitated.
  • the thread outlet insert may in particular be designed in the manner of a thread guide eye.
  • a mass balancing arrangement is provided to prevent an imbalance in the rotation of the yarn guide.
  • the center of gravity of the mass balancing arrangement is opposite to the center of gravity of the off-center part of the yarn guide channel, whereby it can be achieved by choosing the mass of the mass balance arrangement that the total center of gravity of the rotating parts of the thread guide device is axially. In this way, particularly low bearing forces and a particularly smooth running of the yarn guide channel can be ensured.
  • the mass balance arrangement is arranged symmetrically with respect to the thread guide channel with respect to a plane passing through the axis. This results in an optimal balancing of the rotatable part of the thread guiding device, which allows particularly high speeds and spinning speeds.
  • the mass balancing arrangement may in particular be a second thread guide channel, but not used as such.
  • a ring rail of a ring spinning machine is provided as the carrier device, wherein the thread guiding device preferably comprises an adapter for fastening the bearing arrangement to the ring rail.
  • Conventional ring spinning machines usually have a reciprocating ring rail, which extends over several spinning stations and each spinning station carries a ring / rotor combination. The reciprocating motion is used to wind the thread in the form of a cop on a sleeve inserted on the spindle.
  • an adapter that is to say a fastening means, for fastening the thread guiding device to the ring rail
  • a conventional ring spinning machine can be retrofitted in a particularly simple manner with a thread guiding device according to the invention.
  • a thread guide bank of a ring spinning machine is provided as a carrier device, wherein the thread guide device preferably comprises an adapter for attaching the bearing assembly to the.
  • Conventional ring spinning machines also generally have a reciprocating yarn guide bank which extends over several spinning positions and carries a yarn guide eyelet for each spinning station. The reciprocating motion serves to minimize the change in the path of the thread caused by the movement of the ring rail.
  • the invention relates to a spinning machine for spinning a roving, which has at least one thread guide device according to one of the preceding claims. This results in the advantages described above.
  • FIG. 1 shows a spinning station of a conventional ring spinning machine in a schematic side view
  • FIG. 2 shows a spinning station of a spinning machine with a first exemplary embodiment of a thread guiding device according to the invention in a schematic side view
  • FIG. 3 shows a spinning station of a spinning machine with a second exemplary embodiment of a thread guiding device according to the invention in a schematic side view, FIG.
  • FIG. 4 shows an enlarged illustration of a bearing arrangement of the thread guide device of FIG. 2, 5 shows a spinning station of a spinning machine with a third exemplary embodiment of a thread guiding device according to the invention in a schematic side view, FIG.
  • Figure 6 shows the yarn guide channel of Figure 5 in an enlarged schematic plan view
  • Figure 7 shows the yarn guide channel of Figure 5 in an enlarged schematic partially sectioned side view.
  • Figure 1 shows an embodiment of a spinning station 1 of a conventional ring spinning machine in a schematic side view.
  • the ring spinning machine has a plurality of such spinning stations, which are arranged one after the other in the drawing plane.
  • the spinning station 1 has a drafting system 2, of which only one pair of output rollers 3 is shown.
  • the drafting system 2 serves to refine a fed roving and to deliver as thread F with the desired fineness.
  • the thread F extends from the drafting system 2 in a straight line to a thread guide eyelet 4, which is fastened via a holder 5 to a thread guide bench 6, which extends over a plurality of spinning stations 1 away. Downstream of the thread guide eye 4, the thread F extends arcuately to a rotor 7, which is mounted on a ring 8, which in turn is attached to a ring rail 9, which extends over several spinning stations 1 away.
  • the rotor 7 deflects the yarn F so that it runs tangentially in the direction of a rotationally driven spindle 10.
  • the ring rail is reciprocable in an axial direction with respect to the spindle 10 and, during operation of the spinning station 1, executes a reciprocating movement HR with a variable stroke, so that the thread F in the form of a cop K is wound onto the sleeve H.
  • the thread guide bank 6 is also in an axial direction relative to the spindle 10 back and forth and executes the operation of the spinning station 1, a reciprocating HF with a corresponding stroke to the changes generated by the movement HR of the ring rail 9 of the geometry Minimize balloon zone.
  • FIG. 2 shows a spinning station 1 of a spinning machine according to the invention with a first embodiment of a yarn guide device 1 1 according to the invention in a schematic side view.
  • the spinning machine is a spinning machine on the basis of the ring spinning machine of Figure 1, in which the thread guide device, which comprises the yarn guide eyelet 4, the rotor 7 and the ring 8, is replaced by the thread guide device 1 1 according to the invention.
  • the thread guide device which comprises the yarn guide eyelet 4
  • the rotor 7 and the ring 8 is replaced by the thread guide device 1 1 according to the invention.
  • the thread guide device which comprises the yarn guide eyelet 4
  • the rotor 7 and the ring 8 is replaced by the thread guide device 1 1 according to the invention.
  • the thread guide device which comprises the yarn guide eyelet 4
  • the rotor 7 and the ring 8 is replaced by the thread guide device 1 1 according to the invention.
  • the thread guide device 1 1 which comprises the yarn guide eyelet 4
  • the rotor 7 and the ring 8 is replaced by
  • the thread guide device 1 1 comprises a thread guide channel 12 with a thread inlet 13 and a thread outlet 14, wherein the thread guide channel 12 is mounted coaxially to the spindle 10 rotatably on the reciprocating motion HF exporting thread guide bank 6 by means of a bearing assembly 15.
  • an adapter 16 is provided to attach the thread guide 1 1 to the thread guide bank 6, a conventional ring spinning machine can be retrofitted with a thread guide device according to the invention 1 1 particularly simple.
  • the yarn outlet 14 of the yarn guide channel 12 is arranged so that the thread F exiting the yarn outlet 14 is pulled in a tangential direction to the spindle 10 and thereby sets the yarn guide channel 12 in rotation.
  • the thread inlet 13 is arranged centrally. In this way, the thread F between the drafting 2 and the thread inlet 13 always run on the same path, even if the thread guide channel 12 rotates as intended. This will change the rotation under constant conditions, in particular regardless of the instantaneous angle of rotation of the yarn guide channel 12, performed, resulting in a uniform rotation in the thread F and a reduction of yarn breaks.
  • the thread guide channel 12 is tubular from the thread inlet 13 to the thread outlet 14.
  • the tubular thread guide channel 12 is formed in the exemplary embodiment single-walled and self-supporting, so that a simple structure, wherein the thread F is guided on all sides, which prevents especially at high speeds that the thread F laterally slips out of the thread guide channel 12.
  • a tubular thread guide channel 12 facilitates the automatic insertion of the thread F before the start of spinning, since so the thread F can be sucked with a suction air stream.
  • the thread guide channel 12 includes thread-inlet side an integrally formed curved channel member 17 and thread outlet on an integrally formed straight channel element 18.
  • the curved channel member 17 made of metal, preferably made of stainless steel.
  • the straight channel element 18 preferably consists of a fiber-reinforced plastic, preferably of a carbon-fiber-reinforced plastic. Fiber reinforced plastics include a plastic matrix and carbon fibers 19 incorporated therein.
  • the yarn guide channel 12 has an aerodynamic cross-section, in particular an oval or drop-shaped cross-section, at least in sections relative to the direction of rotation.
  • the straight channel element 18 is of aerodynamic design, since it has a greater tangential velocity than the curved channel element 17.
  • the thread inlet 13 has an inlet insert 20 for guiding the thread F with a surface which is more resistant to abrasion than an adjacent region of the thread guide channel 12, in particular made of stainless steel or ceramic. In this way, the fact is taken into account that the thread F is deflected particularly strongly in the region of the thread inlet 13 and thus mechanically stressed the thread inlet 13.
  • the inlet insert 20 may be formed in particular interchangeable.
  • the thread outlet 14 has an outlet insert 21 for guiding the thread F with an abrasion-resistant surface, in particular made of stainless steel or ceramic.
  • an abrasion-resistant surface in particular made of stainless steel or ceramic.
  • the outlet insert 21 may also be designed in particular interchangeable.
  • FIG. 3 shows a spinning station 1 of a spinning machine according to the invention with a second exemplary embodiment of a thread guiding device 1 1 according to the invention in a schematic side view.
  • the embodiment of Figure 3 differs only by the features described below from the embodiment of Figure 2:
  • the thread guide 12 is mounted on the reciprocating HR exporting ring rail 9 by means of a bearing assembly 15.
  • an adapter 22 is provided to attach the thread guide 1 1 to the ring rail 9, a conventional ring spinning machine can be retrofitted particularly easy with a thread guide device 1 1 according to the invention.
  • a mass balance assembly 23 is provided to prevent an imbalance in the rotation of the yarn guide channel 12. Ideally, it can be achieved that the focus of the mass balancing Order 23 the center of gravity of the off-center portion of the yarn guide channel 12 is opposite, which can be achieved by the choice of the mass of the mass balance assembly 23 that the total center of gravity of the rotating parts of the thread guide 1 1 is axially. In this way, particularly low bearing forces and a particularly smooth running of the yarn guide channel 12 can be ensured.
  • FIG 4 shows an enlarged view of the bearing assembly 15 of the thread guide device 1 1 of Figure 2.
  • the bearing assembly 15 includes a rotatable inner ring 24 and a fixed outer ring 25 which is formed by an inner member 26 and an outer member 27. Furthermore, a brake element arranged on the outer ring 28 is provided. Between the inner ring 24 and the outer ring 25, an annular gap 29, 30, 31 is provided, which is acted upon via a disposed between the inner member 26 and the outer member 27 air duct 32 and an air port 33 with compressed air.
  • the annular gap 29, 30, 31 in this case comprises a first radial guidance gap 29, a second radial guidance gap 30 and an axial guidance gap 31.
  • the bearing assembly 15 includes a non-contact radial bearing 24, 26, 29, 30, which is formed by the inner ring 24, the inner member 26, the first radial guide gap 29 and the second radial guide gap 30.
  • the bearing arrangement 15 comprises a first thrust bearing 24, 26, 31, by which the thread guide channel 12 is mounted without contact in an axial direction, and that the bearing assembly 15 comprises a second thrust bearing 24, 28, through which the thread guide channel 12th is slidably mounted in a direction opposite thereto.
  • the non-contact thrust bearing 24, 26, 31 is formed by the inner ring 24, the inner member 26 and the Axial Resultssspalt 31.
  • the design of the sliding thrust bearing 24, 28, for example by selecting the materials rubbing against each other allows adjustment of the total friction of the rotation of the yarn guide channel 12 and thus the yarn tension at the yarn outlet 14, so that the Kopsup can be optimized.
  • the contact force of the friction can be influenced by the design of the contactless thrust bearing 24, 26, 31, which also allows adjustment of the total friction of the rotation of the yarn guide channel 12 and thus the yarn tension at the yarn outlet 14.
  • the non-contact radial bearing 24, 26, 29, 30 and the non-contact thrust bearing 24, 26, 31 formed as a dynamic fluid bearing, namely as an air bearing.
  • either or both could be formed as a magnetic bearing.
  • the inventively provided thread guide channel 12 may have a significantly lower mass than a bell, cap or funnel-shaped guide element of a bell, cap or hopper spinning machine.
  • the non-contact radial bearing 24, 26, 29, 30 leads to a low friction during the rotation of the thread guide channel.
  • the thread guide channel 12 can therefore be driven exclusively by the thread F drawn by the spindle 10. This creates a self-regulating drive of the yarn guide channel 12, which compensates for changes in the spindle speed and / or the Aufwinde shedrs automatically. To this Way yarn breaks and disturbances are avoided by Kops initial due to drive-related fluctuations in the thread tension.
  • the thread guide channel 12 can also prevent the thread F forms a balloon as in conventional ring spinning machines. As a result, the air resistance generated by the rotation can be reduced, which leads to a reduction in energy consumption, especially at high speeds. The friction in the thread guide channel 12 thereby causes the thread tension in the spinning zone is lower than in a ring spinning machine, so that in contrast the risk of yarn breaks is reduced.
  • the thread guide device 1 according to the invention can replace the conventional ring / traveler system 7, 8, so that its wear problems and / or speed-limiting effects are avoided.
  • the circular path of the thread outlet 14 may have a larger radius than the circular path of the rotor 7 of a ring spinning machine, which is limited by the maximum speed of the rotor 7 at a given speed. This can be generated by means of the yarn guide device according to the invention 1 1 cops K larger diameter.
  • FIG. 5 shows a spinning station of a spinning machine with a third exemplary embodiment of a thread guiding device according to the invention in a schematic side view.
  • the bearing assembly 15 is attached directly to the already described provided with a reciprocating HR ring rail 9.
  • the bearing assembly 15 itself corresponds in particular to the bearing assembly 15 described with reference to FIG 4, however, wherein the inner ring 24 is an enlarged circular cylindrical axially aligned Has passage opening. At the edge of this passage opening the thread guide channel 13 'and the mass balance assembly 23' are fixed, for example by heat bonding.
  • the thread inlet 13 ' is arranged eccentrically, wherein between the drafting system 2 and the eccentric thread inlet 13' a centrally arranged thread guide element 4, in particular a thread guide eye 4, is arranged.
  • a centrally arranged thread guide element 4 in particular a thread guide eye 4 is arranged.
  • the thread guide element 4 can be stationary or fixed on a carrier device 6, which is reciprocated in the axial direction with respect to the spindle 10 in the direction of HF, with or without holder 5, for example on the thread guide bench 6.
  • the yarn guide channel 12 ' is seen in the axial direction in the region of its center of gravity S stored. Compared to an end-mounted yarn guide channel 12 of Figures 2 and 3 so generated by centrifugal forces on the thread guide 12 'bending forces are reduced, so that the yarn guide channel 12' can be performed with a lower material thickness, which accommodates the reduction of the moving masses. In addition, a non-round run generated by dynamic deformation of the yarn guide channel 12 'is counteracted, which enables significantly higher speeds and spinning speeds overall.
  • the mass balance assembly is 23 'arranged on a plane A extending through the axis A symmetrical to the yarn guide channel 12'. This results in an optimal balancing of the rotatable part of the thread guide device 1 1 ', which is particularly high rotational speed. pay and spinning speeds.
  • the mass balance assembly 23 ' may in particular be a second yarn guide channel 23', but not used as such.
  • the thread guide channel 12 ' is rectilinear. He could also be simply curved. As a result, the friction of the thread F in the thread guide channel 12 'is further reduced, so that a lower friction and less wear occurs.
  • FIG. 6 shows the yarn guide channel of FIG. 5 in an enlarged schematic plan view.
  • the thread guide channel 12 ' has a lateral slot 34 for insertion of the thread F.
  • the slot 34 may in particular be arranged on the spindle 10 side facing the yarn guide channel 12 ', since the yarn F is urged in the operation of the yarn guide 1 1' by centrifugal forces in the opposite direction, so that an undesirable exit of the yarn F by the Slit 34 is avoided.
  • the thread inlet insert 20 ' is designed for the lateral insertion of the thread F. As a result, the insertion of the thread F in the thread guide channel 12 'is further facilitated.
  • the thread inlet insert 20 ' may in particular be designed in the manner of a thread guide eye.
  • the thread outlet insert 21 'concealed in FIG. 6 can be designed analogously to the thread inlet insert 20' for the lateral insertion of the thread F. As a result, the insertion of the thread F in the thread guide channel 12 'is further facilitated.
  • the thread outlet insert 21 ' may also be designed in the manner of a thread guide eye.
  • FIG. 7 shows the yarn guide channel of FIG. 5 in an enlarged schematic partially sectioned side view.
  • the thread is Guide channel 12 'based on a radially oriented plane RE, which runs through its center of gravity S, formed symmetrically.
  • the radial plane RE is perpendicular to the axis A of the spindle 10.
  • the thread guide channel 12 at least partially made of metal, preferably made of stainless steel, or of a fiber-reinforced plastic, preferably of a carbon fiber reinforced plastic.
  • Metals, such as stainless steel are rigid and relatively abrasion resistant at low weight.
  • Fiber-reinforced plastics are even more rigid in terms of their weight. The use of such materials therefore makes it possible to carry out the thread guiding device 11 'according to the invention particularly easily, which contributes to a reduction of the moving masses, thus counteracting non-round running and thus enabling higher speeds and spinning speeds.
  • Thread guide element thread guide eye

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fadenführeinrichtung für eine ein Vorgarn verspinnende Spinnmaschine zum Anordnen zwischen einem Streckwerk (2) zum Liefern eines Fadens (F) und einer rotatorisch angetriebenen Spindel (10) zum Aufwinden des Fadens (F), wobei der Faden (F) zwischen dem Streckwerk (2) und der Spindel (10) eine endgültige Drehung erhält, wobei ein Fadenführkanal (12, 12') mit einem Fadeneinlass (13; 13') und einem Fadenauslass (14, 14') vorgesehen ist, welcher koaxial zu der Spindel (10) rotierbar an einer in einer axialen Richtung bezogen auf die Spindel (10) hin- und herbewegten Trägereinrichtung (6, 9) mittels einer Lageranordnung (15) gelagert ist, welche ein berührungslos wirkendes Radiallager (24, 26, 29, 30) umfasst, wobei der Fadenauslass (14, 14') so angeordnet ist, dass der den Fadenauslass (14, 14') verlassende Faden (F) in tangentialer Richtung zur Spindel (10) gezogen ist und hierdurch den Fadenführkanal (12, 12') in Rotation versetzt.

Description

Fadenführeinrichtunq für eine ein Vorgarn verspinnende
Spinnmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fadenführeinrichtung für eine ein Vorgarn verspinnende Spinnmaschine zum Anordnen zwischen einem Streckwerk zum Liefern eines Fadens und einer rotatorisch angetriebenen Spindel zum Aufwinden des Fadens, wobei der Faden zwischen dem Streckwerk und der Spindel eine endgültige Drehung erhält.
Vorgarne werden heute praktisch ausschließlich mit sogenannten
Ringspinnmaschinen zu einem fertiggedrehten Faden versponnen. Vorgarne sind dabei relativ feine längliche Faserverbände aus Stapelfasern, welche eine geringe Drehung, nämlich eine sogenannte Schutzdrehung, aufweisen, welche dazu dient, den feinen Faserverband soweit zu stabilisieren, dass er verspinnbar ist. Typischerweise beträgt die Feinheit eines Vorgarns zwischen 0,9 Nm und 5 Nm, wobei die Drehung mit größerer Feinheit allgemein zunimmt und dabei üblicherweise zwischen 20 T/m und 75 T/m liegt.
Bei einer Ringspinnmaschine beginnt der Spinnprozess in einem Streckwerk mit der Verringerung der Faseranzahl je Längeneinheit im Vorgarn bis zur gewünschten Feinheit des zu spinnenden Fadens, welche typischerweise zwischen 25 Nm und 200 Nm liegt. Darauf folgt die eigentliche Bildung des fertig gedrehten Fadens mit der Verdrehung der Fasern stromabwärts des Streckwerks. Die Drehung wird dabei durch einen auf einem Ring rotierenden Läufer erzeugt. Gleichzeitig wird durch das Ring/Läufer-System der Faden auf eine auf eine rotatorisch angetriebenen Spindel aufgesteckte Hülse in Form eines Kops aufgewunden. Der Faden läuft dabei von der unmittelbar am Streckwerksausgang befindlichen Spinnzone geradlinig über eine Fadenführeröse in eine Ballonzone. Die dort herrschende Fadenspannung hält das dynamische Gleichgewicht zu den weiteren am Läufer angreifenden Kräften. Jede Läuferumdrehung bringt eine Drehung ins Garn, die in den vom Streckwerk kontinuierlich nachgelieferten Faden eingebracht wird. Durch die endgültige Drehung wird im Faden die notwendige Festigkeit erzeugt, wobei die Drehung im fertiggedrehten Faden üblicherweise zwischen 200 T/m und 2000 T/m beträgt.
Die Limitierung in der Produktivität einer derartigen Ringspinnmaschine ist durch verschiedene Problemkreise des Aufwindeprozesses gegeben. Wird die Drehzahl erhöht, steigt die Geschwindigkeit des Läufers auf dem Ring, wodurch der Verschleiß und die Temperatur durch die Reibung des Läufers ansteigen, so dass innerhalb kürzester Zeit der Läufer gewechselt werden muss. Des weiteren treten bei höheren Drehzahlen durch die ansteigenden Zentrifugalkräfte, die auf den rotierenden Faden in der Ballonzone wirken, zunehmend hohe Fadenspannungen in der Spinnzone auf, so dass es zum Fadenbruch kommt. Durch die höhere Drehzahl steigt zudem in der Ballonzone durch die Luftreibung des Fadens der Energieverbrauch, wodurch die Vorteile aus dem Produktivitätsgewinn geschmälert werden.
Andere zum Verspinnen von Vorgarnen geeignete Spinnmaschinen sind Glocken-, Kappen- oder Trichterspinnmaschinen, bei denen ein glocken-, kappen- bzw. trichterförmiges Führungselement über die Spindel gestülpt ist. Bei derartigen Spinnmaschinen dient eine am stromabwärtigen Ende des Führungselements angeordnete Fadenführung zur Umlenkung des Fadens zum Kops. Stromaufwärts der Fadenführung wird der Faden an der Innenseite des Führungselements geführt, so dass die durch Ballonbildung bedingten Probleme vermieden sind.
Allerdings muss das Führungselement auf Grund seiner Masse aktiv angetrieben werden, wobei zwischen dem Führungselement und dem Kops eine Differenz der Umfangsgeschwindigkeit eingehalten werden muss, welche genau der Aufwindung entspricht. Da aber die Aufwindung bei konstanter Drehzahl der Spindel je nach Aufwindedurchmesser schwankt, ist eine hinreichend genaue Regulierung der Drehzahl des Antriebs des Führungsele- ments insbesondere bei höheren Arbeitsgeschwindigkeiten kaum möglich, so dass Störungen beim Kopsaufbau und Fadenbrüche entstehen. Daher haben sich derartige Spinnmaschinen in der Praxis nicht durchgesetzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine ein Vorgarn verspinnende Spinnmaschine der eingangs genannten Art zu verbessern.
Die Aufgabe wird mit einer Fadenführeinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der ein Fadenführkanal mit einem Fadeneinlass und einem Fade- nauslass vorgesehen ist, welcher koaxial zu der Spindel rotierbar an einer in einer axialen Richtung bezogen auf die Spindel (10) hin- und herbewegten Trägereinrichtung mittels einer Lageranordnung gelagert ist, welche ein berührungslos wirkendes Radiallager umfasst, wobei der Fadenauslass so angeordnet ist, dass der den Fadenauslass verlassende Faden in tangentialer Richtung zur Spindel gezogen ist und hierdurch den Fadenführkanal in Rotation versetzt.
Die Fadenführeinrichtung ist insbesondere geeignet für Spinnmaschinen, welche Vorgarne mit einer Feinheit zwischen 0,9 Nm und 5 Nm und einer Drehung zwischen 20 T/m und 75 T/m verspinnen und welche fertiggedrehte Fäden mit einer Feinheit zwischen 25 Nm und 200 Nm und einer Drehung zwischen 200 T/m und 2000 T/m erzeugen.
Unter einem Fadenführkanal wird eine den Faden quer zu einer Laufrichtung mehrseitig führende Anordnung verstanden, welche den Faden über eine wesentliche Länge führt. Der Fadeneinlass ist dabei jener Bereich, bei dem der Faden in den Fadenführkanal eintritt, und der Fadenauslass jener Bereich, bei dem der Faden aus dem Fadenführkanal austritt. Weiterhin wird unter einem berührungslos wirkenden Lager ein solches verstanden, bei dem die Übertragung von Lagerkräften ohne direkten Kontakt des feststehenden Körpers zum rotierenden Körper erfolgt. Ein Radiallager ist dabei ein solches Lager, welches ein rotierbares Element in radialen Richtungen führt. Der erfindungsgemäß vorgesehene Fadenführkanal kann eine deutlich geringere Masse aufweisen als ein glocken-, kappen- bzw. trichterförmiges Führungselement einer Glocken-, Kappen- oder Trichterspinnmaschinen. Zudem führt das berührungslos wirkende Radiallager zu einer geringen Reibung bei der Rotation des Fadenführkanals.
In Verbindung mit einer derartigen Anordnung des Fadenauslasses, bei welcher der den Fadenauslass verlassende Faden in tangentialer Richtung zur Spindel gezogen ist, ermöglicht die geringe Masse des Fadenführkanals und die geringe Reibung bei der Rotation des Fadenführkanals einen Verzicht auf einen aktiven Antrieb des Fadenführkanals. Der Antrieb des Fadenführkanals kann daher ausschließlich über den von der Spindel gezogenen Faden erfolgen. Hierdurch entsteht ein selbstregulierender Antrieb des Fadenführkanals, der Änderungen der Spindeldrehzahl und/oder des Aufwindedurchmessers selbsttätig ausgleicht. Auf diese Weise sind Fadenbrüche und Störungen vom Kopsaufbau auf Grund von antriebsbedingten Schwankungen der Fadenspannung vermieden.
Der Fadenführkanal kann zudem verhindern, dass der Faden wie bei herkömmlichen Ringspinnmaschinen einen Ballon ausbildet oder den Ballon wesentlich verkleinern. Hierdurch kann der durch die Rotation entstehende Luftwiderstand gesenkt werden, was gerade bei hohen Drehzahlen zu einer Senkung des Energieverbrauchs führt. Die Reibung im Fadenleitkanal bewirkt dabei, dass die Fadenspannung in der Spinnzone geringer als bei einer Ringspinnmaschine ist, so dass demgegenüber die Gefahr von Fadenbrüchen verringert ist. Zudem kann die erfindungsgemäße Fadenführeinrichtung das herkömmliche Ring/Läufersystem ersetzen, so dass dessen Verschleißprobleme und/oder Geschwindigkeitsbegrenzenden Wirkungen vermieden sind. Weiterhin kann die Kreisbahn des Fadenauslasses einen größeren Radius aufweisen als die Kreisbahn des Läufers einer Ringspinnmaschine, der bei gegebener Drehzahl durch die maximale Geschwindigkeit des Läufers begrenzt ist. Damit können mittels der erfindungsgemäßen Fadenführeinrichtung Kopse mit größerem Durchmesser erzeugt werden.
Weiterhin kann durch den Fadenführkanal verhindert werden, dass im Fall eines Fadenbruchs das freie Fadenende in den Bereich einer benachbarten Spinnstelle gelangt und dort zu Schäden führt. Hierdurch sind die heute bei Ringspinnmaschinen üblichen Schutzwände zwischen den Spinnstellen entbehrlich.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lageranordnung ein erstes Axiallager umfasst, durch welches der Fadenführkanal in einer axialen Richtung berührungslos gelagert ist, und dass die Lageranordnung ein zweites Axiallager umfasst, durch welches der Fadenführkanal in einer dazu entgegengesetzten Richtung gleitend gelagert ist. Unter einem Radiallager wird dabei ein solches Lager verstanden, welches ein rotierbares Element in einer der axialen Richtungen führt. Ein gleitend lagerndes Lager wird auch Gleitlager genannt, wobei hier die Übertragung von Lagerkräften unter direktem Kontakt des feststehenden Körpers zum rotierenden Körper erfolgt, so dass Festkörperreibung entsteht. Durch die Kombination eines berührungslosen Axiallagers und eines gleitenden Axiallagers ist der Fadenführkanal in beiden axialen Richtungen gehalten. Hierbei ermöglicht die Gestaltung des gleitenden Axiallagers, etwa durch die Auswahl der aneinander reibenden Materialien, eine Einstellung der Gesamtreibung der Rotation des Fadenführkanals und damit der Fadenspannung am Faden- auslass, so dass der Kopsaufbau optimiert werden kann. Zudem kann die Anpresskraft der Reibung durch die Gestaltung des berührungslosen Axiallagers beeinflusst werden, was ebenfalls eine Einstellung der Gesamtreibung der Rotation des Fadenführkanals und damit der Fadenspannung am Fa- denauslass ermöglicht.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung umfasst die Lageranordnung ein Fluidlager, insbesondere ein Luftlager. Fluidlager sind all- gemein Lager, bei denen die Lagerkräfte zwischen den zueinander beweglichen Körpern durch einen dünnen Fluidfilm, nämlich einen Gasfilm oder einen Flüssigkeitsfilm, übertragen sind. Dynamische Fluidlager bauen den Fluidfilm durch Bewegung selbständig auf, während statischen Fluidlager ein unter Druck stehendes Fluid zugeführt wird. Die Verwendung eines Fluidla- gers erlaubt einen einfachen Aufbau der Fadenführungseinrichtung sowie eine reibungsarme und verschleißarme Lagerung des Fadenführkanals. Dabei ist ein statisches Fluidlager bevorzugt, da dieses bereits im Stillstand einen Fluidfilm aufbauen und damit reibungsarm arbeiten kann und in gewissen Grenzen steuerbar, während ein dynamisches Fluidlager erst bei einer Mindestgeschwindigkeit einen entsprechenden Fluidfilm aufbauen kann. Besonders bevorzugt ist ein Luftlager, da Druckluft in einer Spinnerei standardmäßig zur Verfügung steht.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Lageranordnung ein Magnetlager. Magnetlager sind allgemein Lager, bei denen die Lagerkräfte zwischen den zueinander beweglichen Körpern durch Magnetkräfte übertragen sind. Passive Magnetlager erzeugen die Magnetkräfte mit Dauermagneten, während aktive Magnetlager hierfür Elektromagnete nutzen. Die Verwendung eines Fluidlagers erlaubt einen einfachen Aufbau der Fadenführungseinrichtung sowie eine reibungsarme und verschleißarme Lagerung des Fadenführkanals. Dabei ist ein aktives Magnetlager bevorzugt, da es weniger anfällig für Alterungseffekte und in gewissen Grenzen steuerbar ist.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung besteht der Fadenführkanal zumindest abschnittsweise aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl, oder aus einem faserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff. Metalle, wie beispielsweise Edelstahl sind bei geringem Gewicht biegesteif und vergleichsweise abriebsfest. Faserverstärkte Kunststoffe sind bezogen auf ihr Gewicht noch biegesteifer. Die Verwendung von derartigen Materialien erlaubt es daher, die erfindungsge- mäße Fadeführeinrichtung besonders leicht auszuführen, was zu einer Verringerung der bewegten Massen beiträgt, damit einem unrunden Lauf entgegenwirkt wird und somit höhere Drehzahlen und Spinngeschwindigkeiten ermöglicht werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Fadenführkanal in axialer Richtung gesehen im Bereich seines Schwerpunkts gelagert. Im Vergleich zu einem endseitig gelagerten Fadenführkanal werden so die durch Fliehkräfte erzeugten auf den Fadenführkanal wirkenden Biegekräfte verringert, so dass der Fadenführkanal mit einer geringeren Materialstärke ausgeführt werden kann, was der Verringerung der bewegten Massen entgegenkommt. Zudem wird so einem durch dynamische Verformung des Fadenführkanals erzeugten unrunden Lauf entgegenwirkt, was insgesamt deutlich höhere Drehzahlen und Spinngeschwindigkeiten ermöglicht.
Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist der Fadenführkanal bezogen auf eine radial ausgerichtete Ebene, welche durch seinen Schwerpunkt verläuft, symmetrisch ausgebildet. Eine radiale Ebene verläuft dabei senkrecht zur Achse der Spindel. Durch eine symmetrische Ausbildung hinsichtlich einer solchen Ebene ergibt sich eine optimale Gewichtsverteilung, welche auch auf Grund einer dadurch bewirkten symmetrischen dynamischen Verformung des Fadenführkanals nicht verändert wird. Hierdurch wird ein besonders runder Lauf des Fadenführkanals bewirkt, was insgesamt noch höhere Drehzahlen und Spinngeschwindigkeiten ermöglicht.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist der Fadenein- lass zentrisch angeordnet. Auf diese Weise kann der Faden zwischen dem Streckwerk und dem Fadeneinlass stets auf dem selben Pfad laufen, selbst wenn der Fadenführkanal wie vorgesehen rotiert. Hierdurch werden die Dre- hungserteilungsvorgänge unter gleichbleibenden Bedingungen, insbesondere unabhängig von dem Momentanwinkel der Rotation des Fadenführkanals, durchgeführt, was zu einer gleichmäßigen Drehung im Faden und zu einer Verringerung von Fadenbrüchen führt.
Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist der Fadeneinlass exzentrisch angeordnet, wobei zwischen dem Streckwerk und dem exzentrischen Fadeneinlass ein zentrisch angeordnetes Fadenführelement, insbesondere eine Fadenführeröse, angeordnet ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Faden im Fadenführkanal stark und gegebenenfalls mehrfach umgelenkt wird, um den Faden vom zentrischen Fadeneinlass um die Spindel herum bis zum notwendigerweise exzentrischen Fadenauslass zu führen. Hierdurch wird die Reibung des Fadens im Fadenführkanal verringert, so dass ein geringerer Verschleiß entsteht. Das Fadenführelement kann ortsfest oder an einer in einer axialen Richtung bezogen auf die Spindel hin- und herbewegten Trägereinrichtung, beispielsweise an einer Fadenführerbank, festgelegt sein.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung verläuft der Fadenführkanal geradlinig oder einfach gekrümmt. Hierdurch wird die Reibung des Fadens im Fadenführkanal weiter verringert, so dass eine geringere Reibung und ein geringerer Verschleiß entsteht.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Fadenführkanal wenigstens im Bereich der Lageranordnung, vorzugsweise vom Fadeneinlass bis zum Fadenauslass, rohrförmig ausgebildet. Unter einer rohrförmigen Ausbildung des Fadenführkanals wird eine solche Ausführung verstanden, bei welcher der Fadenführkanal einen im Wesentlichen geschlossenen Querschnitt aufweist. Der rohrförmige Fadenführkanal kann einwandig und selbsttragend ausgebildet sein, so dass sich ein einfacher Aufbau ergibt, wobei der Faden allseitig geführt ist, was insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten verhindert, dass der Faden seitlich aus dem Kanal herausrutscht. Zudem erleichtert ein rohrförmiger Fadenführkanal das automatische Einlegen des Fadens vor dem Beginn des Spinnens, da so der Faden mit einem Saugluftstrom eingesogen werden kann.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der Fadenführkanal einen seitlichen Schlitz zum Einführen des Fadens auf. Auf diese Weise ist es möglich, dass der Faden in seitlicher Richtung in den Fadenführkanal eingelegt wird, so dass aufwändige Saugeinrichtungen vermieden sind. Der Schlitz kann insbesondere auf der der Spindel zugewandten Seite des Fadenführkanals angeordnet sein, da der Faden im Betrieb der Fadenführeinrichtung durch Fliehkräfte gerade in die entgegengesetzte Richtung gedrängt wird, so dass ein unerwünschter Austritt des Fadens durch den Schlitz vermieden ist.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung umfasst der Fadenführkanal fadeneinlassseitig ein einstückig ausgebildetes gebogenes Kanalelement und fadenauslassseitig ein einstückig ausgebildetes gerades Kanalelement. Grundsätzlich sind gebogene Kanalelemente schwieriger herstellbar als gerade Kanalelemente. Indem nun der Fadenführkanal wenigstens aus einem gebogenen Kanalelement und aus wenigstens einem geraden Kanalelement zusammengesetzt ist, ergibt sich im Vergleich zu einem einstückigen Fadenführkanal eine vereinfachte Herstellung. Zudem können so für die gebogenen Abschnitte und die geraden Abschnitte unterschiedliche Materialien verwendet werde, welche jeweils an die jeweiligen Anforderungen angepasst sind. So kann für den gebogenen Abschnitt ein Material mit einer höheren Abriebfestigkeit verwendet werden, da dort eine höhere Reibung auftritt. Für die geraden Abschnitte des Fadenführkanals können hingegen besonders leichte Materialien verwendet werden, um so die Gesamtmasse der rotierenden Teile der Fadenführeinrichtung zu reduzieren. Das gebogene und/oder das gerade Kanalelement können insbesondere rohrförmig ausgebildet sein. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht das gebogene Kanalelement aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl. Kanalelemente wie Rohre und Profile aus Metall können zunächst als gerade Extrudierteile urge- formt und dann gebogen werden. Damit sind gebogene Kanalelement aus Metall einfach herstellbar. Zudem sind viele Metalle besonders abriebfest. Besonders abriebfest und auch korrosionsbeständig ist Edelstahl.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung besteht das gerade Kanalelement aus einem faserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff. Faserverstärkte Kunststoffe umfassen eine Kunststoffmatrix und darin eingebrachte Kohlenstofffasern. Ein derartiger Verbund ist im Verhältnis zu seiner Stabilität besonders leicht. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders geringe Gesamtmasse der rotierenden Teile der Fadenführeinrichtung.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Fadenführkanal bezogen auf die Rotationsrichtung wenigstens abschnittsweise einen aerodynamischen Querschnitt, insbesondere einen ovalen oder tropfenförmigen Querschnitt, auf. Unter einem aerodynamischen Querschnitt wird ein solcher Querschnitt verstanden, der einen kleinen Widerstandsbeiwert, beispielsweise kleiner als 0,5, bevorzugt kleiner als 0,3 und besonders bevorzugt kleiner als 0,1 , aufweist. Hierdurch kann der Energieverbrauch der Spinnmaschine insbesondere bei hohen Spinngeschwindigkeiten gesenkt werden.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der Faden- einlass einen Einlasseinsatz zum Führen des Fadens, vorzugsweise mit einer gegenüber einem angrenzenden Bereich des Fadenführkanals abriebfesteren Oberfläche, insbesondere aus Edelstahl oder Keramik, auf. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass der Faden im Bereich des Fadeneinlasses besonders stark umgelenkt ist und so den Fadeneinlass mechanisch stark beansprucht. Der Einlasseinsatz kann insbesondere auswechselbar ausgebildet sein. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Fadeneinlasseinsatz zum seitlichen Einführen des Fadens ausgebildet. Hierdurch wird das Einlegen des Fadens in den Fadenführkanal weiter erleichtert. Der Fadeneinlasseinsatz kann insbesondere nach Art einer Fadenführeröse ausgebildet sein.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Fadenauslass einen Auslasseinsatz zum Führen des Fadens, vorzugsweise mit einer abriebfesten Oberfläche, insbesondere aus Edelstahl oder Keramik, auf. Auf diese Weise wird dem Umstand Rechnung getragen, dass der Faden im Bereich des Fadenauslasses ebenfalls besonders stark umgelenkt ist und so auch den Fadenauslass mechanisch stark beansprucht. Der Auslasseinsatz kann ebenfalls insbesondere auswechselbar ausgebildet sein.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Fadenauslasseinsatz zum seitlichen Einführen des Fadens ausgebildet. Hierdurch wird das Einlegen des Fadens in den Fadenführkanal weiter erleichtert. Der Fadenauslasseinsatz kann insbesondere nach Art einer Fadenführeröse ausgebildet sein.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist eine Massenausgleichsanordnung zur Vermeidung einer Unwucht bei der Rotation des Fadenführkanals vorgesehen. Im Idealfall kann so erreicht werden, dass der Schwerpunkt der Massenausgleichsanordnung dem Schwerpunkt des außermittig verlaufenden Teils des Fadenführkanals gegenüberliegt, wobei durch die Wahl der Masse der Massenausgleichsanordnung erreicht werden kann, dass der Gesamtschwerpunkt der rotierenden Teile der Fadenführeinrichtung axial liegt. Auf diese Weise können besonders geringe Lagerkräfte und ein besonders ruhiger Lauf des Fadenführkanals gewährleistet werden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Massenausgleichsanordnung bezogen auf eine durch die Achse verlaufende Ebene symmetrisch zum Fadenführkanal angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine optimale Auswuchtung des rotierbaren Teils der Fadenführeinrichtung, was besonders hohe Drehzahlen und Spinngeschwindigkeiten ermöglicht. Die Massenausgleichsanordnung kann insbesondere ein zweiter Fadenführkanal sein, der aber nicht als solcher verwendet wird.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist als Trägereinrichtung eine Ringbank einer Ringspinnmaschine vorgesehen, wobei die Fadenführeinrichtung vorzugsweise einen Adapter zum Befestigen der Lageranordnung an der Ringbank umfasst. Herkömmliche Ringspinnmaschinen weisen in aller Regel eine hin- und herbewegte Ringbank auf, welche sich über mehrere Spinnstellen erstreckt und je Spinnstelle eine Ring/Läuferkombination trägt. Die Hin- und Herbewegung dient dazu, den Faden in Form eines Kopses auf einer auf die Spindel gesteckten Hülse aufzuwickeln. Indem nun zweckmäßigerweise ein Adapter, also ein Befestigungsmittel, zum Befestigen der Fadenführeinrichtung an der Ringbank vorgesehen ist, kann eine herkömmliche Ringspinnmaschine besonders einfach mit einer erfindungsgemäßen Fadenführeinrichtung nachgerüstet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist als Trägereinrichtung eine Fadenführerbank einer Ringspinnmaschine vorgesehen, wobei die Fadenführeinrichtung vorzugsweise ein Adapter zum Befestigen der Lageranordnung an der umfasst. Herkömmliche Ringspinnmaschinen weisen zudem in aller Regel eine hin- und herbewegte Fadenführerbank auf, welche sich über mehrere Spinnstellen erstreckt und je Spinnstelle eine Fadenführeröse trägt. Die Hin- und Herbewegung dient dazu, die durch die Bewegung der Ringbank bewirkte Veränderung des Pfades des Fadens zu minimieren. Indem nun ein Adapter zum Befestigen der Fadenführeinrichtung an der Fadenführerbank vorgesehen ist, kann eine herkömmliche Ringspinnmaschine besonders einfach mit einer erfindungsgemäßen Fadenführeinrichtung nachgerüstet werden.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Spinnmaschine zum Verspinnen eines Vorgarns, welche wenigstens eine Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweist. Es ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können dabei - außer z. B. in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
Figur 1 eine Spinnstelle einer herkömmlichen Ringspinnmaschine in einer schematischen Seitenansicht,
Figur 2 eine Spinnstelle einer Spinnmaschine mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fadenführeinrichtung in einer schematischen Seitenansicht,
Figur 3 eine Spinnstelle einer Spinnmaschine mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fadenführeinrichtung in einer schematischen Seitenansicht,
Figur 4 eine vergrößerte Darstellung einer Lageranordnung der Fadenführeinrichtung der Figur 2, Figur 5 eine Spinnstelle einer Spinnmaschine mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fadenführeinrichtung in einer schematischen Seitenansicht,
Figur 6 den Fadenführkanal der Figur 5 in einer vergrößerten schematischen Aufsicht, und
Figur 7 den Fadenführkanal der Figur 5 in einer vergrößerten schematischen teilgeschnittenen Seitenansicht.
In den folgenden Figuren sind nur diejenigen Bestandteile einer Spinnmaschine mit Bezugszeichen versehen und erläutert, welche für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Es versteht sich von selbst, dass weitere Teile und Baugruppen vorgesehen sein können.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Spinnstelle 1 einer herkömmlichen Ringspinnmaschine in einer schematischen Seitenansicht. In der Praxis weist die Ringspinnmaschine eine Vielzahl von derartigen Spinnstellen auf, welche in die Zeichenebene hinein nacheinander angeordnet sind.
Die Spinnstelle 1 weist ein Streckwerk 2 auf, von dem lediglich ein Ausgangswalzenpaar 3 gezeigt ist. Das Streckwerk 2 dient dazu, ein zugeführtes Vorgarn zu verfeinern und als Faden F mit der gewünschten Feinheit zu liefern. Der Faden F verläuft vom Streckwerk 2 geradlinig zu einer Fadenführeröse 4, welche über einen Halter 5 an einer Fadenführerbank 6 befestigt ist, welche sich über mehrere Spinnstellen 1 hinweg erstreckt. Stromabwärts der Fadenführeröse 4 verläuft der Faden F bogenförmig zu einem Läufer 7, der an einem Ring 8 eingehängt ist, der seinerseits an einer Ringbank 9 befestigt ist, welche sich über mehrere Spinnstellen 1 hinweg erstreckt. Der Läufer 7 lenkt den Faden F um, so dass er tangential in Richtung zu einer rotatorisch angetriebenen Spindel 10 läuft. Durch die Rotation der Spindel 10 um eine Achse A wird der Faden F auf eine drehfest auf die Spindel 10 gesteckte Hülse H aufgewunden. Die im Faden F erzeugte Fadenspannung bewirkt dabei, dass der Läufer 7 auf einer Kreisbahn am Ring 8 umläuft. Dabei bewirkt jeder Umlauf des Läufers 7 eine Drehung im Faden F, welche sich bis in die Spinnzone unmittelbar am Ausgang des Streckwerks 2 fortsetzt. Durch die dabei erzeugte Rotation des Fadens F zwischen der Fadenführeröse 4 und dem Läufer 7 entsteht der bereits erwähnte bogenförmige Lauf des Fadens F im genannten Bereich, der auch Ballonzone genannt wird.
Die Ringbank ist in einer axialen Richtung bezogen auf die Spindel 10 hin- und herbewegbar und führt im Betrieb der Spinnstelle 1 eine Hin- und Herbewegung HR mit variablem Hub aus, so dass der Faden F in Form eines Kopses K auf die Hülse H aufgewunden wird. Die Fadenführerbank 6 ist ebenfalls in einer axialen Richtung bezogen auf die Spindel 10 hin- und herbewegbar und führt im Betrieb der Spinnstelle 1 eine Hin- und Herbewegung HF mit korrespondierendem Hub aus, um die durch die Bewegung HR der Ringbank 9 erzeugten Veränderungen der Geometrie der Ballonzone zu minimieren.
Die Limitierung in der Produktivität einer derartigen Spinnstelle 1 einer Ringspinnmaschine ist durch verschiedene Problemkreise des Aufwindeprozesses gegeben. Wird die Drehzahl der Spindel 1 erhöht, steigt die Geschwindigkeit des Läufers 7 auf dem Ring 8, wodurch der Verschleiß und die Temperatur durch die Reibung des Läufers 7 ansteigen, so dass innerhalb kürzester Zeit der Läufer 7 gewechselt werden muss. Des weiteren treten bei höheren Drehzahlen durch die ansteigenden Zentrifugalkräfte, die auf den rotierenden Faden F in der Ballonzone wirken, zunehmend hohe Fadenspannungen in der Spinnzone auf, so dass es zum Fadenbruch kommt.
Durch die höhere Drehzahl steigt zudem in der Ballonzone durch die Luftreibung des Fadens der Energieverbrauch, wodurch die Vorteile aus dem Produktivitätsgewinn geschmälert werden. Figur 2 zeigt eine Spinnstelle 1 einer erfindungsgemäßen Spinnmaschine mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fadenführeinrichtung 1 1 in einer schematischen Seitenansicht. Bei der Spinnmaschine handelt es sich um eine Spinnmaschine auf der Basis der Ringspinnmaschine der Figur 1 , bei der deren Fadenführeinrichtung, welche die Fadenführeröse 4, den Läufer 7 und den Ring 8 umfasst, durch die erfindungsgemäße Fadenführeinrichtung 1 1 ersetzt ist. Ansonsten entspricht die Spinnmaschine der Figur 2 der Ringspinnmaschine der Figur 1 . Insbesondere weist jede Spinnstelle 1 der Spinnmaschine ein Streckwerk 2 zum Liefern eines Fadens F und eine rotatorisch angetriebene Spindel 10 zum Aufwinden des Fadens F auf, wobei der Faden F zwischen dem Streckwerk 2 und der Spindel 10 eine endgültige Drehung erhält.
Die Fadenführeinrichtung 1 1 umfasst einen Fadenführkanal 12 mit einem Fadeneinlass 13 und einem Fadenauslass 14, wobei der Fadenführkanal 12 koaxial zu der Spindel 10 rotierbar an der die Hin- und Herbewegung HF ausführenden Fadenführerbank 6 mittels einer Lageranordnung 15 gelagert ist. Zum Befestigen der Fadenführeinrichtung 1 1 an der Fadenführerbank 6 ist ein Adapter 16 vorgesehen. Indem nun der Adapter 16 zum Befestigen der Fadenführeinrichtung 1 1 an der Fadenführerbank 6 vorgesehen ist, kann eine herkömmliche Ringspinnmaschine besonders einfach mit einer erfindungsgemäßen Fadenführeinrichtung 1 1 nachgerüstet werden.
Der Fadenauslass 14 des Fadenführkanals 12 ist so angeordnet, dass der den Fadenauslass 14 verlassende Faden F in tangentialer Richtung zur Spindel 10 gezogen ist und hierdurch den Fadenführkanal 12 in Rotation versetzt.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist der Fadeneinlass 13 zentrisch angeordnet. Auf diese Weise kann der Faden F zwischen dem Streckwerk 2 und dem Fadeneinlass 13 stets auf dem selben Pfad laufen, selbst wenn der Fadenführkanal 12 wie vorgesehen rotiert. Hierdurch werden die Drehungsertei- lungsvorgänge unter gleichbleibenden Bedingungen, insbesondere unabhängig von dem Momentanwinkel der Rotation des Fadenführkanals 12, durchgeführt, was zu einer gleichmäßigen Drehung im Faden F und zu einer Verringerung von Fadenbrüchen führt.
Im Ausführungsbeispiel ist der Fadenführkanal 12 vom Fadeneinlass 13 bis zum Fadenauslass 14 rohrförmig ausgebildet. Der rohrförmige Fadenführkanal 12 ist im Ausführungsbeispiel einwandig und selbsttragend ausgebildet, so dass sich ein einfacher Aufbau ergibt, wobei der Faden F allseitig geführt ist, was insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten verhindert, dass der Faden F seitlich aus dem Fadenführkanal 12 herausrutscht. Zudem erleichtert ein rohrförmiger Fadenführkanal 12 das automatische Einlegen des Fadens F vor dem Beginn des Spinnens, da so der Faden F mit einem Saugluftstrom eingesogen werden kann.
Der Fadenführkanal 12 umfasst fadeneinlassseitig ein einstückig ausgebildetes gebogenes Kanalelement 17 und fadenauslassseitig ein einstückig ausgebildetes gerades Kanalelement 18. Bevorzugt besteht das gebogene Kanalelement 17 aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl. Bevorzugt besteht das gerade Kanalelement 18 aus einem faserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff. Faserverstärkte Kunststoffe umfassen eine Kunststoffmatrix und darin eingebrachte Kohlenstofffasern 19.
Vorteilhafterweise weist der Fadenführkanal 12 bezogen auf die Rotationsrichtung wenigstens abschnittsweise einen aerodynamischen Querschnitt, insbesondere einen ovalen oder tropfenförmigen Querschnitt, auf. Insbesondere ist es, unabhängig vom Ausführungsbeispiel, vorteilhaft, wenn das gerade Kanalelement 18 aerodynamisch ausgebildet ist, da es eine größere Tangentialgeschwindigkeit als das gebogene Kanalelement 17 aufweist. Im Ausführungsbeispiel weist der Fadeneinlass 13 einen Einlasseinsatz 20 zum Führen des Fadens F mit einer gegenüber einem angrenzenden Bereich des Fadenführkanals 12 abriebfesteren Oberfläche, insbesondere aus Edelstahl oder Keramik, auf. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass der Faden F im Bereich des Fadeneinlasses 13 besonders stark umgelenkt ist und so den Fadeneinlass 13 mechanisch stark beansprucht. Der Einlasseinsatz 20 kann insbesondere auswechselbar ausgebildet sein.
Weiterhin weist der Fadenauslass 14 im Ausführungsbeispiel einen Auslasseinsatz 21 zum Führen des Fadens F mit einer abriebfesten Oberfläche, insbesondere aus Edelstahl oder Keramik, auf. Auf diese Weise wird dem Umstand Rechnung getragen, dass der Faden F im Bereich des Fadenauslasses 14 ebenfalls besonders stark umgelenkt ist und so auch den Fadenauslass 14 mechanisch stark beansprucht. Der Auslasseinsatz 21 kann ebenfalls insbesondere auswechselbar ausgebildet sein.
Figur 3 zeigt eine Spinnstelle 1 einer erfindungsgemäßen Spinnmaschine mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fadenführeinrichtung 1 1 in einer schematischen Seitenansicht. Das Ausführungsbeispiel der Figur 3 unterscheidet sich lediglich durch die im Folgenden beschriebenen Merkmale vom Ausführungsbeispiel der Figur 2: So ist im zweiten Ausführungsbeispiel der Fadenführkanal 12 an der die Hin- und Herbewegung HR ausführenden Ringbank 9 mittels einer Lageranordnung 15 gelagert. Zum Befestigen der Fadenführeinrichtung 1 1 an der Ringbank 9 ist ein Adapter 22 vorgesehen. Indem nun der Adapter 22 zum Befestigen der Fadenführeinrichtung 1 1 an der Ringbank 9 vorgesehen ist, kann eine herkömmliche Ringspinnmaschine besonders einfach mit einer erfindungsgemäßen Fadenführeinrichtung 1 1 nachgerüstet werden.
Weiterhin ist eine Massenausgleichsanordnung 23 zur Vermeidung einer Unwucht bei der Rotation des Fadenführkanals 12 vorgesehen. Im Idealfall kann so erreicht werden, dass der Schwerpunkt der Massenausgleichsan- Ordnung 23 dem Schwerpunkt des außermittig verlaufenden Teils des Fadenführkanals 12 gegenüberliegt, wobei durch die Wahl der Masse der Massenausgleichsanordnung 23 erreicht werden kann, dass der Gesamtschwerpunkt der rotierenden Teile der Fadenführeinrichtung 1 1 axial liegt. Auf diese Weise können besonders geringe Lagerkräfte und ein besonders ruhiger Lauf des Fadenführkanals 12 gewährleistet werden.
Figur 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Lageranordnung 15 der Fadenführeinrichtung 1 1 der Figur 2. Die Lageranordnung 15 umfasst einen drehbaren Innenring 24 und einen feststehenden Außenring 25, der durch ein Innenelement 26 und ein Außenelement 27 gebildet ist. Weiterhin ist ein am Außenring angeordnetes Bremselement 28 vorgesehen. Zwischen dem Innenring 24 und dem Außenring 25 ist ein Ringspalt 29, 30, 31 vorgesehen, der über einen zwischen dem Innenelement 26 und dem Außenelement 27 angeordneten Luftkanal 32 und einen Luftanschluss 33 mit Druckluft beaufschlagbar ist. Der Ringspalt 29, 30, 31 umfasst dabei einen ersten Radialfüh- rungsspalt 29, einen zweiten Radialführungsspalt 30 und einen Axialfüh- rungsspalt 31 .
Die Lageranordnung 15 umfasst ein berührungslos wirkendes Radiallager 24, 26, 29, 30, welches durch den Innenring 24, das Innenelement 26, den ersten Radialführungsspalt 29 und den zweiten Radialführungsspalt 30 gebildet ist.
Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Lageranordnung 15 ein erstes Axiallager 24, 26, 31 umfasst, durch welches der Fadenführkanal 12 in einer axialen Richtung berührungslos gelagert ist, und dass die Lageranordnung 15 ein zweites Axiallager 24, 28 umfasst, durch welches der Fadenführkanal 12 in einer dazu entgegengesetzten Richtung gleitend gelagert ist. Das berührungslose Axiallager 24, 26, 31 wird durch den Innenring 24, das Innenelement 26 und den Axialführungsspalt 31 gebildet. Das reibende Axiallager 24, 28 hingegen wird durch den Innenring 24 und das Bremselement 28 gebildet. Durch die Kombination eines berührungslosen Axiallagers 24, 26, 31 und eines gleitenden Axiallagers 24, 28 ist der Fadenführkanal 12 in beiden axialen Richtungen gehalten. Hierbei ermöglicht die Gestaltung des gleitenden Axiallagers 24, 28, etwa durch die Auswahl der aneinander reibenden Materialien, eine Einstellung der Gesamtreibung der Rotation des Fadenführkanals 12 und damit der Fadenspannung am Fadenauslass 14, so dass der Kopsaufbau optimiert werden kann. Zudem kann die Anpresskraft der Reibung durch die Gestaltung des berührungslosen Axiallagers 24, 26, 31 beeinflusst werden, was ebenfalls eine Einstellung der Gesamtreibung der Rotation des Fadenführkanals 12 und damit der Fadenspannung am Fadenauslass 14 ermöglicht.
Im Ausführungsbeispiel sind das berührungslose Radiallager 24, 26, 29, 30 und das berührungslose Axiallager 24, 26, 31 als dynamische Fluidlager, nämlich als Luftlager ausgebildet. Alternativ könnte eines von beiden oder beide als Magnetlager ausgebildet sein.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Fadenführkanal 12 kann eine deutlich geringere Masse aufweisen als ein glocken-, kappen- bzw. trichterförmiges Führungselement einer Glocken-, Kappen- oder Trichterspinnmaschine. Zudem führt das berührungslos wirkende Radiallager 24, 26, 29, 30 zu einer geringen Reibung bei der Rotation des Fadenführkanal.
In Verbindung mit einer derartigen Anordnung des Fadenauslasses 14, bei welcher der den Fadenauslass 14 verlassende Faden in tangentialer Richtung zur Spindel 10 gezogen ist, ermöglicht die geringe Masse des Fadenführkanals 12 und die geringe Reibung bei der Rotation des Fadenführkanals 12 einen Verzicht auf einen aktiven Antrieb des Fadenführkanals 12. Der Antrieb des Fadenführkanals 12 kann daher ausschließlich über den von der Spindel 10 gezogenen Faden F erfolgen. Hierdurch entsteht ein selbstregulierender Antrieb des Fadenführkanals 12, der Änderungen der Spindeldrehzahl und/oder des Aufwindedurchmessers selbsttätig ausgleicht. Auf diese Weise sind Fadenbrüche und Störungen vom Kopsaufbau auf Grund von antriebsbedingten Schwankungen der Fadenspannung vermieden.
Der Fadenführkanal 12 kann zudem verhindern, dass der Faden F wie bei herkömmlichen Ringspinnmaschinen einen Ballon ausbildet. Hierdurch kann der durch die Rotation entstehende Luftwiderstand gesenkt werden, was gerade bei hohen Drehzahlen zu einer Senkung des Energieverbrauchs führt. Die Reibung im Fadenführkanal 12 bewirkt dabei, dass die Fadenspannung in der Spinnzone geringer als bei einer Ringspinnmaschine ist, so dass demgegenüber die Gefahr von Fadenbrüchen verringert ist. Zudem kann die erfindungsgemäße Fadenführeinrichtung 1 1 das herkömmliche Ring/Läufersystem 7, 8 ersetzen, so dass dessen Verschleißprobleme und/oder ge- schwindigkeitsbegrenzenden Wirkungen vermieden sind. Weiterhin kann die Kreisbahn des Fadenauslasses 14 einen größeren Radius aufweisen als die Kreisbahn des Läufers 7 einer Ringspinnmaschine, der bei gegebener Drehzahl durch die maximale Geschwindigkeit des Läufers 7 begrenzt ist. Damit können mittels der erfindungsgemäßen Fadenführeinrichtung 1 1 Kopse K mit größerem Durchmesser erzeugt werden.
Weiterhin kann durch den Fadenführkanal 12 verhindert werden, dass im Fall eines Fadenbruchs das freie Fadenende in den Bereich einer benachbarten Spinnstelle 1 gelangt und dort zu Schäden führt. Hierdurch sind die heute bei Ringspinnmaschinen üblichen Schutzwände zwischen den Spinnstellen 1 entbehrlich.
Figur 5 zeigt eine Spinnstelle einer Spinnmaschine mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fadenführeinrichtung in einer schematischen Seitenansicht. Dabei ist die Lageranordnung 15 unmittelbar an der bereits beschriebenen mit einer Hin- und Herbewegung HR versehenen Ringbank 9 befestigt. Die Lageranordnung 15 selbst entspricht insbesondere der anhand der Figur 4 beschriebenen Lageranordnung 15, wobei allerdings der Innenring 24 eine vergrößerte kreiszylinderförmige axial ausgerichtete Durchgangsöffnung aufweist. Am Rand dieser Durchgangsöffnung sind der Fadenführkanal 13' und die Massenausgleichsanordnung 23' festgelegt, beispielsweise durch Heißkleben.
Im dritten Ausführungsbeispiel ist der Fadeneinlass 13' exzentrisch angeordnet, wobei zwischen dem Streckwerk 2 und dem exzentrischen Fadeneinlass 13' ein zentrisch angeordnetes Fadenführelement 4, insbesondere eine Fadenführeröse 4, angeordnet ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Faden F im Fadenführkanal 12' stark und gegebenenfalls mehrfach umgelenkt wird, um den Faden F vom zentrischen Fadeneinlass13 der Figuren 2 und 3 um die Spindel 10 herum bis zum notwendigerweise exzentrischen Fadenauslass 14' zu führen. Hierdurch wird die Reibung des Fadens F im Fadenführkanal 12' verringert, so dass ein geringerer Verschleiß entsteht. Das Fadenführelement 4 kann ortsfest oder an einer in einer axialen Richtung bezogen auf die Spindel 10 in Richtung HF hin- und herbewegten Trägereinrichtung 6, mit oder ohne Halter 5, beispielsweise an der Fadenführerbank 6, festgelegt sein.
Zweckmäßigerweise ist der Fadenführkanal 12' in axialer Richtung gesehen im Bereich seines Schwerpunkts S gelagert. Im Vergleich zu einem endseitig gelagerten Fadenführkanal 12 der Figuren 2 und 3 werden so die durch Fliehkräfte erzeugten auf den Fadenführkanal 12' wirkenden Biegekräfte verringert, so dass der Fadenführkanal 12' mit einer geringeren Materialstärke ausgeführt werden kann, was der Verringerung der bewegten Massen entgegenkommt. Zudem wird so einem durch dynamische Verformung des Fadenführkanals 12' erzeugten unrunden Lauf entgegenwirkt, was insgesamt deutlich höhere Drehzahlen und Spinngeschwindigkeiten ermöglicht.
Zweckmäßigerweise ist die Massenausgleichsanordnung bezogen 23' auf eine durch die Achse A verlaufende Ebene EA symmetrisch zum Fadenführkanal 12' angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine optimale Auswuchtung des rotierbaren Teils der Fadenführeinrichtung 1 1 ', was besonders hohe Dreh- zahlen und Spinngeschwindigkeiten ermöglicht. Die Massenausgleichsanordnung 23' kann insbesondere ein zweiter Fadenführkanal 23' sein, der aber nicht als solcher verwendet wird.
Vorteilhafterweise verläuft der Fadenführkanal 12' geradlinig. Er könnte aber auch einfach gekrümmt sein. Hierdurch wird die Reibung des Fadens F im Fadenführkanal 12' weiter verringert, so dass eine geringere Reibung und ein geringerer Verschleiß entsteht.
Figur 6 zeigt den Fadenführkanal der Figur 5 in einer vergrößerten schematischen Aufsicht. Vorteilhafterweise weist der Fadenführkanal 12'einen seitlichen Schlitz 34 zum Einführen des Fadens F auf. Auf diese Weise ist es möglich, dass der Faden F in seitlicher Richtung in den Fadenführkanal 12' eingelegt wird, so dass aufwändige Saugeinrichtungen vermieden sind. Der Schlitz 34 kann insbesondere auf der der Spindel 10 zugewandten Seite des Fadenführkanals 12' angeordnet sein, da der Faden F im Betrieb der Fadenführeinrichtung 1 1 ' durch Fliehkräfte gerade in die entgegengesetzte Richtung gedrängt wird, so dass ein unerwünschter Austritt des Fadens F durch den Schlitz 34 vermieden ist.
Zweckmäßigerweise ist der Fadeneinlasseinsatz 20' zum seitlichen Einführen des Fadens F ausgebildet. Hierdurch wird das Einlegen des Fadens F in den Fadenführkanal 12' weiter erleichtert. Der Fadeneinlasseinsatz 20' kann insbesondere nach Art einer Fadenführeröse ausgebildet sein. Ebenso kann der in Figur 6 verdeckte Fadenauslasseinsatz 21 ' analog zum Fadeneinlasseinsatz 20' zum seitlichen Einführen des Fadens F ausgebildet sein. Hierdurch wird das Einlegen des Fadens F in den Fadenführkanal 12' weiter erleichtert. Der Fadenauslasseinsatz 21 ' kann ebenso nach Art einer Fadenführeröse ausgebildet sein.
Figur 7 zeigt den Fadenführkanal der Figur 5 in einer vergrößerten schematischen teilgeschnittenen Seitenansicht. Zweckmäßigerweise ist der ist Faden- führkanal 12' bezogen auf eine radial ausgerichtete Ebene RE, welche durch seinen Schwerpunkt S verläuft, symmetrisch ausgebildet. Die radiale Ebene RE verläuft dabei senkrecht zur Achse A der Spindel 10. Durch eine symmetrische Ausbildung hinsichtlich einer solchen Ebene RE ergibt sich eine optimale Gewichtsverteilung, welche auch auf Grund einer dadurch bewirkten symmetrischen dynamischen Verformung des Fadenführkanals 12' nicht verändert wird. Hierdurch wird ein besonders runder Lauf des Fadenführkanals 12' bewirkt, was insgesamt noch höhere Drehzahlen und Spinngeschwindigkeiten ermöglicht.
Vorteilhafterweise ist der Fadenführkanal 12' zumindest abschnittsweise aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl, oder aus einem faserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff. Metalle, wie beispielsweise Edelstahl sind bei geringem Gewicht biegesteif und vergleichsweise abriebsfest. Faserverstärkte Kunststoffe sind bezogen auf ihr Gewicht noch biegesteifer. Die Verwendung von derartigen Materialien erlaubt es daher, die erfindungsgemäße Fadeführeinrichtung 1 1 ' besonders leicht auszuführen, was zu einer Verringerung der bewegten Massen beiträgt, damit einem unrunden Lauf entgegenwirkt und somit höhere Drehzahlen und Spinngeschwindigkeiten ermöglicht werden.
Bezuqszeichenliste
Spinnstelle
Streckwerk
Ausgangswalzenpaar
Fadenführelement, Fadenführeröse
Halter
Fadenführerbank
Läufer
Ring
Ringbank
Spindel
Fadenführeinrichtung
Fadenführkanal
Fadeneinlass
Fadenauslass
Lageranordnung
Adapter zum Befestigen der Fadenführeinrichtung an der Fadenführerbank
gebogenes Kanalelement
gerades Kanalelement
Kohlenstofffasern
Einlasseinsatz
Auslasseinsatz
Adapter zum Befestigen der Fadenführeinrichtung an der Ringbank Massenausgleichsanordnung
Innenring
Außenring
Innenelement
Außenelement
Bremselement 29 erster Radialführungsspalt
30 zweiter Radialführungsspalt
31 Axialführungsspalt
32 Luftkanal
33 Luftanschluss
F Faden
HF Hin- und Herbewegung der Fadenführerbank
HR Hin- und Herbewegung der Ringbank
A Achse der Spindel
H Hülse
K Kops
S Schwerpunkt
RE radial ausgerichtete Ebene
AE axial ausgerichtete Ebene

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Fadenführeinrichtung für eine ein Vorgarn verspinnende Spinnmaschine zum Anordnen zwischen einem Streckwerk (2) zum Liefern eines Fadens (F) und einer rotatorisch angetriebenen Spindel (10) zum Aufwinden des Fadens (F), wobei der Faden (F) zwischen dem
Streckwerk (2) und der Spindel (10) eine endgültige Drehung erhält, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fadenführkanal (12, 12') mit einem Fadeneinlass (13, 13') und einem Fadenauslass (14, 14') vorgesehen ist, welcher koaxial zu der Spindel (10) rotierbar an einer in einer axialen Richtung bezogen auf die Spindel (10) hin- und herbewegten Trägereinrichtung (6, 9) mittels einer Lageranordnung (15) gelagert ist, welche ein berührungslos wirkendes Radiallager (24, 26, 29, 30) um- fasst, wobei der Fadenauslass (14, 14') so angeordnet ist, dass der den Fadenauslass (14, 14') verlassende Faden (F) in tangentialer Richtung zur Spindel (10) gezogen ist und hierdurch den Fadenführkanal (12, 12') in Rotation versetzt.
2. Fadenführeinrichtung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (15) ein erstes Axiallager (24, 26, 31 ) umfasst, durch welches der Fadenführkanal (12, 12') in einer axialen Richtung berührungslos gelagert ist, und dass die Lageranordnung (15) ein zweites Axiallager (24, 28) umfasst, durch welches der Fadenführkanal (12) in einer dazu entgegengesetzten Richtung gleitend gelagert ist.
3. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (15) ein Fluidlager (24, 26, 29, 30; 24, 26, 31 ), insbesondere ein Luftlager (24, 26, 29, 30; 24, 26, 31 ), umfasst.
4. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (15) ein Magnetlager umfasst.
5. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführkanal (12, 12') zumindest abschnittsweise aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl, oder aus einem faserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, besteht.
6. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführkanal (12') in axialer Richtung gesehen im Bereich seines Schwerpunkts (S) gelagert ist.
7. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Fadenführkanal (12') bezogen auf eine radial ausgerichtete Ebene (RE), welche durch seinen Schwerpunkt (S) verläuft, symmetrisch ausgebildet ist.
8. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadeneinlass (13) zentrisch angeordnet ist.
9. Fadenführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadeneinlass (13') exzentrisch angeordnet ist, wobei zwischen dem Streckwerk (2) und dem exzentrischen Fadeneinlass (13) ein zentrisch angeordnetes Fadenführelement (4), insbesondere eine Fadenführeröse (4), angeordnet ist.
10. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführkanal (12') geradlinig oder einfach gekrümmt verläuft.
1 1 . Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführkanal (12) wenigstens im Bereich der Lageranordnung (15), vorzugsweise vom Fadeneinlass (13) bis zum Fadenauslass (14), rohrförmig ausgebildet ist.
12. Fadenführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführkanal (12) einen seitlichen Schlitz (34) zum Einführen des Fadens (F) aufweist.
13. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführkanal (12) fadeneinlasssei- tig ein einstückig ausgebildetes gebogenes Kanalelement (17) und fa- denauslassseitig ein einstückig ausgebildetes gerades Kanalelement (18) umfasst.
14. Fadenführeinrichtung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das gebogene Kanalelement (17) aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl, besteht.
15. Fadenführeinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das gerade Kanalelement (18) aus einem faserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff, besteht.
16. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführkanal (12) bezogen auf die Rotation wenigstens abschnittsweise einen aerodynamischen Querschnitt, insbesondere einen ovalen oder tropfenförmigen Querschnitt, aufweist.
17. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadeneinlass (13, 13') einen Einlasseinsatz (20, 20') zum Führen des Fadens (F), vorzugsweise mit einer gegenüber einem angrenzenden Bereich des Fadenführkanals (12, 12') abriebfesteren Oberfläche, insbesondere aus Edelstahl oder Keramik, aufweist.
18. Fadenführeinrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadeneinlasseinsatz (20') zum seitlichen Einführen des Fadens (F) ausgebildet ist.
19. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenauslass (14, 14') einen Auslasseinsatz (21 , 21 ') zum Führen des Fadens (F), vorzugsweise mit einer gegenüber einem angrenzenden Bereich des Fadenführkanals (12, 12') abriebfesteren Oberfläche, insbesondere aus Edelstahl oder Keramik, aufweist.
20. Fadenführeinrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenauslasseinsatz (21 ') zum seitlichen Einführen des Fadens (F) ausgebildet ist.
21 . Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Massenausgleichsanordnung (23, 23') zur Vermeidung einer Unwucht bei der Rotation des Fadenführkanals (12) vorgesehen ist.
22. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Massenausgleichsanordnung (23') bezogen auf eine durch die Achse (A) verlaufende Ebene (AE) symmetrisch zum Fadenführkanal (12') angeordnet ist.
23. Fadenführeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägereinrichtung (6, 9) eine Ringbank (9) einer Ringspinmaschine vorgesehen ist, wobei die Fadenführeinrichtung (1 1 , 1 1 ') vorzugsweise ein Adapter (22) zum Befestigen der Lageranordnung (15) an der Ringbank (9) umfasst.
24. Fadenführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 -22, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägereinrichtung (6, 9) eine Fadenführerbank (6) einer Ringspinmaschine vorgesehen ist, wobei die Fadenführeinrichtung (1 1 ) vorzugsweise einen Adapter (16) zum Befestigen der Lageranordnung (15) an der Fadenführerbank (6) umfasst.
25. Spinnmaschine zum Verspinnen eines Vorgarns, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Fadenführeinrichtung (1 1 , 1 1 ') nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweist.
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