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