Die Erfindung betrifft eine Fadenklemmvorrichtung für Unterwindefäden
an Spindeln einer Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine,
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für eine mit einer
Klemmhülse ausgestatteten Fadenklemmvorrichtung eine Betätigungsvorrichtung
vorzuschlagen, die es gestattet, die Fadenreste aus dem Klemmspalt zuverlässig
zu entfernen und die neuen Unterwindungen fehlerfrei und sicher zu klemmen bis der
Bewicklungsvorgang für die neu aufgesteckte Hülse begonnen hat.
Diese Aufgabe wird mit der in Anspruch 1 definierten Vorrichtung auf
einfache Weise und zuverlässig gelöst.
Die kombinierte kraft- und zum Teil formschlüssige Kupplung zwischen
den Betätigungselementen und der Klemmhülse ermöglicht es, die Kräfte
der Klemmhülse an dem Klemmring bzw. am Bund der Spindel beim Öffnungsvorgang
zuverlässig zu überwinden. Die Betätigungselemente der Ringbank lösen
die Fixierung der Klemmhülse am Klemmring und bringen die Klemmhülse in
eine Position, in der die Elemente zur Fixierung der Klemmhülse in der Offenstellung
wirksam werden. Das Öffnen des Klemmspaltes erfolgt zu einem besonders günstigen
Zeitpunkt – nämlich am Ende des abwärts gerichteteten ersten Legehubes
– und bleibt während des Spinnens des gesamten Kopses offen. Erst nachdem
die Unterwindung fertig gestellt ist, zieht das Betätigungselement, das die
radial vorstehenden Elemente an der Klemmhülse vor dem Unterwinden nach unten
übersprungen hat, die Klemmhülse nach oben in die Klemmstellung. Erst
wenn der Widerstand des Klemmringes wirksam wird und die Fixierelemente für
die Klemmstellung wirksam sind, überspringt das Betätigungselement die
radial vorstehenden Elemente der Klemmhülse nach oben. Der Kopswechsel kann
ausgeführt werden. Nach dem ersten Legehub der Ringbank wird das Öffnen
des Klemmspaltes durch die Ringbank eingeleitet.
Der Klemmspalt ist lange Zeit vor dem Aufbringen der neuen Unterwindungen
offen. Das Schließen des Klemmspaltes erfolgt erst deutlich nach dem Aufbringen
der Unterwindungen.
Das Öffnen des Klemmspaltes erfolgt im Verlauf des ersten Legehubes
der Ringbank. Die im Klemmspalt befindlichen Fadenreste werden bei hohen Drehzahlen
mit Sicherheit abgeschleudert und können mit den üblichen Blas- und/oder
Saugvorrichtungen entfernt werden.
Das Schließen des Klemmspaltes wird unmittelbar nach dem Einbringen
der Unterwindungen in den Klemmspalt durch die Betätigungselemente ausgeführt,
wenn sich die Ringbank in die Ausgangsstellung für den Kopswechsel und für
den nächsten Bewicklungsvorgang bewegt.
Eine hohe Funktionssicherheit des Klemmvorganges wird durch die Verwendung
von Magneten als Fixierelemente in der Klemmhülse nach Anspruch 2 erreicht.
Die einseitige oder exzentrische Belastung der Spindeln ist durch
die Verwendung der Ringbank als Betätigungsvorrichtung – nach Anspruch
3 – vermeidbar. Der konstruktive Aufwand für die Betätigungsvorrichtung
hält sich in vertretbaren Grenzen. Zusätzliche Steuerbewegungen der Ringbank
sind nicht erforderlich.
Die Ausführung nach Anspruch 4 gewährleistet eine symmetrische
Belastung der Spindel im Bewegungsbereich der Klemmhülse und führt in
der Folge zu einer hohen Stabilität der Spindeln – auch bei bei hohen
Spindedrehzahlen.
Die Anordnung der Auflaufschrägen nach Anspruch 5 hat sich bewährt.
Die Verwendung von Betätigungselementen bzw. radial vorstehenden
Elemente in Form von Kugeln nach den Ansprüchen 6 und 7 hat den Vorteil, dass
die Kugeln als Verschleißteile sehr billig sind und sich mit begrenztem Aufwand
austauschen lassen.
Die Ausführungsformen der Ansprüche 8 und 9 führen
zu einer einfachen und exakten Herstellung und Montage der Betätigungselemente.
Anspruch 10 zeigt eine weitere Möglichkeit auf, die Klemmhülse
auch mit rein mechanischen Mitteln in der Klemmstellung und in der Offenstellung
zu fixieren. Die Ausgestaltung nach Anspruch 11 schafft zusätzliche Sicherheiten
für das Klemmen der Unterwindefäden beim Kopswechsel und für das
zuverlässige Öffnen des Klemmspaltes.
Die Aufgabe der Erfindung lässt sich auch mit der im unabhängigen
Anspruch 12 beschriebenen Vorrichtung lösen.
Die Verwendung vom Magneten nach Anspruch 13 führt dabei zu ähnlichen
Vorteilen, wie sie in Bezug auf Anspruch 2 beschrieben wurden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von einigen Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen
1 eine Schnittdarstellung des mittleren Spindelteiles
in seiner Zuordnung zur Ringbank,
2 den Steuerungsablauf der Klemmhülse durch die
Ringbank während des Spulzyklusses für einen Kops in sechs aufeinander
folgenden Phasen a) bis f),
3 eine Ausführungform der Betätigungselemente
in Form von Kugeln,
4 eine Ausführungsform, bei der die radial vorspringenden
Mittel an der Klemmhülse aus elastisch gelagerten Kugeln bestehen,
5 eine Ausführungsform, bei der an der Klemmhülse
radial federnde Blattfedern vorgesehen sind,
6 eine schematische Draufsicht auf die Darstellung
nach 3
7 eine Ausführungsvariante, bei der die Betätigungselemente
aus einer Kunststoffbüchse bestehen, deren Mantellinien vom freien, unteren
Ende her geschlitzt sind,
8a, b, c drei Positionen einer Ausführungsvariante
(a) Unterwinden, b) Klemmen, c) Spinnen) bei der der Klemmhülse mechanische
Elemente für das Fixieren in den Endlagen zugeordnet sind und
9a, b, c drei Positionen einer weiteren erfindungsgemäßen
Variante, bei der die Betätigungselemente in Form von Fliehkörpern an
der Spindel ausgebildet sind.
Die 1 zeigt den mittleren Teil einer
Spindel 1 einer Ringspinnmaschine in einer vereinfachten Schnittdarstellung.
Das nicht gezeigte gestellfeste Lager der Spindel 1 führt –
von unten beginnend – den Wirtel 14. Eine darüber auf dem Zapfen
16 geführte Büchse bildet den Bund 13, dessen obere
Stirnfläche den Bewegungsbereich der Klemmhülse 2 nach unten
begrenzt. Der Bewegungsbereich der Klemmhülse 2 wird oben durch den
Klemmring 12 begrenzt, der mit der Unterwindekrone 11 und mit
dem Zapfen 16 fest verbunden ist.
Auf dem oberen Ende des Zapfens 16 wird der Fuß der
Hülse 51 für den zu bewickelnden Kops 5 aufgesteckt.
Weitere, sich nach oben erstreckende Führungselemente für die Hülse
sind nicht dargestellt.
Die Klemmhülse 2 ist mit Magneten 21 ausgestattet,
die die Klemmhülse 2 fakultativ an dem Klemmring 12 in der
Klemmstellung A oder in der Offenstellung B am Bund 13 fixieren können.
Die Art und Weise, in der das erfolgt, ist in der EP
1 218 577 B1 ausführlicher beschrieben.
Der Stellungswechsel der Klemmhülse 2 von der Offenstellung
B in die Klemmstellung A und umgekehrt bedarf in jedem Fall zusätzlicher Stellmittel,
die die Fixierung in der einen Stellung lösen und die Klemmhülse bis in
den Wirkungsbereich der anderen Fixierelemente bewegen.
Die 1 zeigt die Klemmhülse
2 in der Offenstellung B. Im Bereich des Klemmspaltes C ist auf der Oberfläche
des Zapfens 16 die Unterwindezone 15 hervorgehoben.
Die Ringbank 3 ist in der Phase der 1
in Unterwindeposition abgesenkt. Der Läufer 32 bewegt sich auf dem
Spinnring 31 in des Ebene des Klemmspaltes C und der Unterwindezone
15 und bildet mit dem Faden die Unterwindungen aus. Die Unterwindung umschlingt
den Zapfen 16 der Spindel 1 um weniger als 360°.
In der Bohrung der Ringbank 3, die die Spindel
1 durchgreift, ist von unten die Betätigungsvorrichtung
4 für jede Spindel 1 eingesetzt. Ihr Haltering
40 durchgreift mit seinen hakenförmigen Elementen die genannten Bohrungen
der Ringbank 3.
An dem Haltering 40 schließen sich nach unten hin blattförmige
Federn 411 an, an deren nach unten gerichtetem, freiem Ende sich nach innen
gerichtete Auflaufschrägen 412, 413 für die radial nach
außen gerichteten Mittel (Bund) 22 der Klemmhülse 2
befinden.
Die Arbeitsweise der Ringbank 3 mit der Betätigungsvorrichtung
4 und der Klemmhülse 2 ist in der 2
in mehreren Phasen a) bis f) dargestellt.
Die Phase a) zeigt, dass gerade eine neue Hülse 51 aufgesteckt
wurde.
Die Spindel 1 beginnt sich wieder zu drehen. Die Ringbank
3 hat sich zur Ausbildung der ersten Lage gehoben und spannt den, in dem
geschlossenen Klemmspalt C (Klemmstellung A) gehaltenen Faden bis zu der ersten,
oberen Windung der ersten Fadenlage der neuen Spule 5.
In der folgenden Phase b) senkt sich die Ringbank 3 zur Vollendung
der ersten doppelten Fadenlage. Dabei führt sie das an ihr befestigte Betätigungselement
43 an eine in der Klemmhülse 2 radial geführte Kugel
222 (vergleiche 4). Die an der Oberfläche
dieser Kugel 222 wirksame Auflaufschräge 2221 wird dabei
vom Betätigungselement 43 erfasst und schiebt die Klemmhülse
2 nach unten, bis in den Bereich, in dem die Kraft der Magnete
21 und die Eigenmasse der Klemmhülse 2 die Klemmhülse
2 weiter in die Offenstellung B bewegt. Der Klemmspalt C ist dann offen.
Dieser Zustand wird auch in den Phasen c) und d) beibehalten. Die
im Klemmspalt C befindlichen Fadenreste werden bei der hohen Drehzahl an der Unterwindekrone
11 getrennt und abgeschleudert. Durch eine nicht gezeigte Blas- und/oder
Saugvorrichtung werden die Fadenreste entfernt. Für diesen Vorgang steht faktisch
die gesamte Bewicklungszeit für einen Kops zur Verfügung.
Ist die Bewicklung des Kopses 5 beendet – Phase e)
– senkt sich die Ringbank 3 in die Unterwindeposition. Der Läufer
32 des Spinnringes 31 führt den Faden 6 um die Unterwindezone
15 in den immer noch offenen Klemmspalt C und bildet die Unterwindung
61 aus. Das Betätigungselement 43 überwindet durch
den Widerstand des Bundes 13 in der Offenstellung der Klemmhülse
2 die radial nach innen federnde Kugel 222 der Klemmhülse
2 und positioniert sich nun unterhalb der federnden Kugel 222.
Ist die Unterwindung 61 vollendet, werden Lieferwerk und
Spindeln 1 stillgesetzt. Die Ringbank 3 bewegt sich wieder nach
oben. Das Betätigungselement 43 legt sich dabei an die untere Auflaufschräge
2222 der Kugel 222 an und hebt die Klemmhülse 2
unter Überwindung der Magnetkraft zwischen der Klemmhülse 2 und
dem Bund 13 an. Die Klemmhülse 2 bewegt sich in die Klemmstellung
A und fixiert durch die Wirkung der Magnete 21 im Klemmspalt C die Unterwindungen
61. Der Kopswechsel kann vollzogen werden. Beim Abnehmen der Kopse
5 wird der Faden zwischen dem Klemmspalt C und dem Kops 5 zerrissen
oder zerschnitten. Der Vorgang beginnt nach dem vollzogenen Kopswechsel mit der
Phase a) von vorn.
In den 3 bis 5
und 7 sind weitere Ausführungsformen der elastischen
Betätigungselemente und der radial vorstehenden Mittel an der Klemmhülse
2 dargestellt.
3 und 6 zeigen eine Klemmhülse
2 mit starrem Bund 221. Das Betätigungselement
42 hat an seinem Haltering 40' radial gerichtete Bohrungen
421, die nach innen hin verjüngt sind. Die Verjüngung bildet
einen Anschlag für die Kugel 422. Eine Ringfeder 423, die
in einer Umfangsnut des Halteringes 40' geführt ist, hält drei
dieser Kugeln 422, die im gegenseitigen Abstand von 120° angeordnet
sind, elastisch nach innen an den gen. Anschlägen. Die innen aus den Bohrungen
421 herausragenden Teile der Kugel 422 bilden Auflaufschrägen
412' und 413'. Diese Ausführungsform gewährleistet eine
hohe Funktionssicherheit und gestattet ein einfaches Auswechseln der einem Verschleiß
unterliegenden Kugeln 422.
In 4 ist das Betätigungselement
43 stabil an der Ringbank 3 befestigt. Die radial federnde Kugel
222 wird von innen nach außen durch die Ringfeder 23 an die
Anschläge gedrückt. Die Eigenschaften dieser Ausführung ähneln
denen der Ausführung nach 3 mit der Einschränkung,
dass der Montageaufwand beim Austausch der Kugeln 222 etwas höher
ist.
Die Vorrichtung nach 5 ähnelt derjenigen
nach 4. Auch hier ist das Betätigungselement
43 stabil und hat einen starren, nach innen gerichteten Bund
431. Das Betätigungselement 43 ist fest mit der Ringbank
3 verbunden. Die Funktion der Kugel 222 erfüllt eine winkelförmig
gebogene Blattfeder 251, die in einer Nut 25 der Klemmhülse
2 befestigt ist. Die Auflaufschrägen 2511 und 1512
sind an der Blattfeder 251 ausgebildet. Der dazwischen befindliche Scheitel
2513 ist sehr schmal und gewährleistet eine sichere Bewegung der Klemmhülse
2 in allen Phasen.
Die 7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform.
Die Klemmhülse 2 besitzt einen festen Bund 221'. Das Betätigungselement
41' ist einstückig als Büchse ausgebildet und schließt die
Funktionen und Elemente des Halteringes 40 und der Federn 411
ein. Die Büchse 41' ist vorzugsweise ein Kunststoffteil. Der nach
unten gerichtete Abschnitt, der die Funktionen der Feder 411 ausführt,
ist entlang von Mantellinien geschlitzt, so dass die Mantelabschnitte einzeln federn
können. An ihrem unteren Ende bilden die Mantelabschnitte die Auflaufschrägen
412, 413 und den Scheitel 414 aus. In Abhängigkeit
von den Eigenschaften des Kunststoffes der Büchse 41' sind am Umfang
der Büchse 41' zwei oder mehr Mantelabschnitte als Federn
411 ausgebildet.
Neben diesen beschriebenen Ausführungsformen sind im Rahmen der
vorliegenden Erfindung noch weitere vorteilhafte Varianten denkbar. So kann man
anstelle der Kugeln 222 oder 422 auch die in Fachkreisen unter
dem Namen "Novibraknöpfe" bekannten Feder-Druckknöpfe einsetzen. In der
Folge werden diese Teile als Feder-Druckknöpfe (17) bezeichnet.
Bei diesen Feder-Druckknöpfen – einem aus drei Elementen
(Büchse/Feder/Schüssel) bestehenden Bauteiles – werden anstelle
der Kugeln schüsselförmige Kugelschalensegmente mittels Spiralfedern an
das Betätigungselement 43 (4) oder an
den Bund 221 der Klemmhülse 2 gedrückt.
Anstelle der Kugeln oder Schüsseln aus Stahl können auch
solche aus anderen Werkstoffen – z. B. aus Kunststoffen – eingesetzt
werden.
In dem EP 1 218 577 B1
wurde beschrieben, in der Klemmhülse 2 auf jeder Stirnseite Polpaare
anzuordnen. Die Klemmringe 12 und der Bund 13 waren jeweils nur
mit gleichnamigen, aber entgegengesetzten Polen ausgestattet. Setzt man im Klemmring
12 und/oder im Bund 13 Paare von Polen ein, wird durch die Betätigungsvorrichtung
4 an der Ringbank 3 eine kurzzeitige Bremswirkung an der Kelmmhülse
2 erzeugt.
Bei geschlossener Klemmstellung stehen sich im Klemmspalt Magnetpole
mit unterschiedlicher Polarität und einander anziehender Wirkung gegenüber.
Erreicht die Betätigungsvorrichtung den Bund 221 der Klemmhülse
2, dann bremst diese zunächst die Klemmhülse 2. Die
Klemmhülse 2 verdreht sich gegenüber der Spindel 1.
Dabei stehen sich zunächst im Klemmspalt gleichnamige Pole gegenüber,
die einander abstoßen. Die Klemmhülse 2 wird nach unten in Richtung
der Offenstellung B geschoben. Gleichzeitig werden unten zwischen
der Klemmhülse 2 und dem Bund 13 ungleichnamige Pole einander
angenähert. Diese ziehen sich an und unterstützen die Bewegung der Klemmhülse
2 in die Offenstellung B. Die ungleichnamigen Pole fixieren dann auch die
Offenstellung B.
Wird die Ringbank 3 dann in die Unterwindestellung gebracht,
überspringt das Betätigungselement 41 den Bund 221 der
Klemmhülse 2. Der zwischenzeitlich eingelegte Unterwindefaden wird
bei der nächsten Aufwärtsbewegung der Ringbank 3 beim Stillstand
der Spindeln 1 und des Lieferwerkes im Klemmspalt C geklemmt. Zwischen
Klemmhülse 2 und Klemmring 12 nähern sich dabei –
ausgelöst durch die Drehbewegung der Klemmhülse 2 gegenüber
der Spindel 1 – ungleichnamige Pole einander. Klemmhülse
2 und Klemmring 12 richten sich dabei in Umfangsrichtung zueinander
aus. Die notwendige Klemmkraft für die Unterwindung kann aufgebaut werden.
In diesem Fall übt das Betätigungselemnet 4 der
Ringbank 3 keine unmittelbare Verstellbewegung zwischen Klemm- A und Offenstellung
B aus, sondern überträgt jeweils nur einen Bremsimpuls, der die Magnete
dann zum Stellungswechsel der Klemmhülse 2 befähigt.
Die 8a, 8b,
8c zeigen eine weitere Variante der erfindungsgemäßen
Vorrichtung. Anstelle der in Bezug auf 1 beschriebenen
Magnete 21 werden hier zur Fixierung der Klemmhülse 2' in
der Klemmposition A bzw. in der Offenstellung B die vorn bereits beschriebenen Feder-Druckknöpfe
17 verwendet. In den Zapfen 16 der Spindel 1 werden radial
die Feder-Druckknöpfe 17 eingesetzt. Die nach außen überstehenden
Kugelabschnitte der Kugel 171 oder die überstehenden Abschnitte der
nicht dargestellten Schalen oder Schüsseln greifen elastisch in die Fixiernuten
27 bzw. 28 und fixieren damit die Lage der Klemmhülse
2' in der Klemm- A oder in der Offenstellung B.
Diese Art der Fixierung der Klemmhülse 2' ermöglicht
die Verwendung von sog. O-Ringen 26 im Klemmbereich. Der den O-Ring
26 außen und zum Teil von oben umgreifende Bügel 261
lässt durch seine Gestaltung und Anordnung Raum für die radiale Ausdehnung
des elastischen O-Ringes 26, so dass dieser in der Klemmstellung A –
wie in 8b gezeigt – die Unterwindungen zusätzlich
fixieren kann. Erreicht die Ringbank 3 nach Vollendung des Kopses die Unterwindestellung,
– 8a – überspringt die Feder des
Betätigungselementes 41 den Bund 221 der Klemmhülse
2' und positioniert sich unterhalb des Bundes 221.
Der Federdruckkopf 17 befindet sich in der Fixiernut
27 und sichert nach wie vor die Offenstellung B.
In der Position nach 8b hat sich die
Ringbank 3 in die für den Kopswechsel geeignete Ebene gehoben. Die
Feder des Betätigungselementes 41 hat die Klemmhülse
2' zunächst in die Klemmstellung A verschoben. Der Feder-Druckknopf
17 sichert jetzt die Lage der Klemmhülse 2' indem er in die
Fixiernut 28 einrastet.
Bei ihrer weiteren Bewegung nach oben überwindet die Feder des
Betätigungselemnetes 41 den Bund 221 der Klemmhülse
2' und verlässt den Bewegungsbereich der Klemmhülse
2'.
Nach Vollendung des ersten Legehubes trifft die Ringbank
3 mit dem Betätigungselement 41 von oben auf den Bund
221 und verschiebt die Klemmhülse 2' in eine Stellung, in
der sie vom Feder-Druckknopf 17 im Zusammenwirken mit der Fixiernut
27 weiter in die Offenstellung gebracht und dort fixiert wird.
Die 9a, 9b,
9c zeigen eine weitere Lösung für die erfindungsgemäß
zu lösende Aufgabe. Auf der Spindel 1 ist im Bereich des Bundes
13 (1) eine Betätigungsbüchse
18 axial unverschiebbar und drehfest gelagert. Die nach oben gerichteten
Wände übergreifen den unteren Bereich der Klemmhülse 2''
außen und bilden eine nach innen und unten gerichtete Auflaufschräge
181.
Die radial abstehenden Mittel 22' der Klemmhülse
2'' sind mit radialen Führungen ausgestattet, in die radial frei bewegliche
Fliehkörper 29 eingesetzt sind. Die äußere obere Kante dieser
Fliehkörper 29 steht mit der Auflaufschräge 181 bei
Drehung der Spindel 1 in Kontakt.
In der Klemmhülse 2'' sind Magnete 21' eingefügt,
deren Pole dem Klemmspalt C zugewandt sind. Diese unterstützen den Klemmdruck,
wenn sie sich nahe am Klemmring 12 befinden. Mit ihrem unteren Ende stützt
sich die Klemmhülse 2'' auf Federelemente 131, die sich ihrerseits
in Ausnehmungen der Betätigungsbüchse 18 abstützen. Diese
Federelemente 131 halten die Klemmhülse 2''' bei Stillstand
der Spindel mit geringem Klemmdruck in der Klemmstellung A. Die Magnete
21' sorgen für die nötige Klemmkraft, die das Abreißen des
Fadens ermöglicht (9b).
Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach 9 ist folgende.
Bei abgesenkter Spindeldrehzahl führt der Läufer 32 den Faden
in den Unterwindebereich. Der Klemmspalt C ist offen aber sehr schmal. Er kann ungehindert
den Unterwindefaden aufnehmen.
Wird die Spindel still gesetzt (9b),
üben die Fliehkörper 29 keine Kraft mehr auf die Auflaufschräge
181 aus. Das Federelement 131 und die Magnete 21' sorgen
für die nötige Klemmkraft. Der Kopswechsel kann erfolgen. Der Faden zwischen
Kops und Klemmspalt C reißt oder wird geschnitten.
Beginnt der Spinnprozess mit dem neuen Kops, erhöht sich die
Spindeldrehzahl. Die Fliehkörper 29 werden an die Auflaufschrägen
181 gepresst und drücken die Klemmhülse 2'' nach unten
in die Offenstellung B. Diese Position wird bis zur Einleitung des nächsten
Kopswechsels durch das Absenken der Spindeldrehzahl beibehalten. Es ist ausreichend
Zeit vorhanden, die Fadenreste aus dem offenen Klemmspalt C abzuschleudern und zu
entfernen.
