[0001] Die Erfindung betrifft einen C-förmigen Ringläufer für Spinnringe von Ringspinn-
oder Ringzwirnmaschinen mit einer an einem seiner freien Schenkel innen angeordneten
Gleitfläche für das Gleiten an einer bogenförmig nach innen und unten gerichteten
Gleitfläche am Spinnring, wobei der Bogen der Gleitfläche des Läufers in seiner Ebene
größer ist als der Bogen der Gleitfläche im Querschnitt des Spinnringes.
Läufer für Spinnringe, sog. Ringläufer, umspannen heute in der Regel C-förmig im freien
Abstand den Führungswulst von Spinnringen. Der durch den oberen Bogen des C-förmigen
Ringläufers geführte Faden hält den Läufer in Gleitkontakt mit einer inneren Fläche
des Spinnringes.
Der C-förmige Ringläufer, wir nennen ihn nachfolgend nur den "Ringläufer", bewegt
sich bei nahezu 20.000 U/min gleitend über den Spinnring, der die Spule auf der Spindel
im freien Abstand umgreift. Die Fliehkraft und die Fadenzugkraft halten den Ringläufer
in Verbindung mit der Reibung am Spinnring in einer kopfüber nach vorn und nach oben
und außen geneigten Lage. Meist bezeichnet man diese Lage als "windschiefe" Lage.
Eine zur Längsachse des Ringläufers geneigte, sich relativ schnell abarbeitende innere
Gleitfläche paßt sich automatisch der entsprechenden Gleitfläche am Spinnring an.
Es ist üblich, den Ringläufer über seine gesamte Länge mit einem einheitlichen Querschnitt
zu versehen.
[0002] Für das Spinnen qualitativ hochwertiger, dünner Garne werden regelmäßig relativ kleine
und leichte, C-förmige Ringläufer aus einer Stahllegierung mit einer Nickelchromschicht
verwendet.
Mindestens in der Einlaufphase eines neuen Ringläufers und/oder Spinnringes wird auf
die Gleitfläche des Ringläufers am Spinnring ein Schmierfilm aufgebracht, der in der
Anfangsphase das Gleitverhalten des Läufers sichern soll. Dieser Schmierfilm wird
- im wesentlichen durch den Läufer - relativ schnell abgetragen. Das Schmiermittel
kriecht dünnflüssig unter der Wirkung der hohen Temperaturen (Ursache ist die Reibung
des Ringläufers) an der Oberfläche des Läufers entlang und wird durch die hohe Fliehkraft
abgeschleudert oder wird durch den Faden abgeführt.
In dieser Phase beginnt sich die Gleitfläche des Ringläufers abzuarbeiten. Sie paßt
sich in ihrer Lage und Gestalt - zumindet theoretisch - der Form der Gleitfläche des
Spinnringes bei der windschiefen Position des Ringläufers an. Diese ausgearbeitete
Gleitfläche nennen wir "Kalotte".
Die Zeit, die benötigt wird, um die gewünschte, möglichst ebene und angepaßte Kalotte
zu erzeugen, ist relativ lang. Während dieser Zeit schwingt der Ringläufer um seine
theoretische windschiefe Lage. Häufig tritt zwischen Ringläufer und Spinnring nur
Punktberührung auf. Die sofortige Folge sind Schweißeffekte an der Läuferoberfläche.
Werstoffpartikel werden aus der Gleitfläche herausgerissen. Die Gleitfläche wird uneben.
Die Gefahr, daß der Ringläufer zerstört wird, bevor eine angepaßte Gleitfläche entsteht,
ist hoch.
[0003] Bei Spinnringen, die eine angemessene Zeit im Einsatz sind, bildet sich aus dem Fadenabrieb,
dem Faserstaub und aus dem Abrieb von der Oberfläche des Spinnringes eine Ablagerung
auch auf dem Spinnring.
Dieses Gemisch, das wir als Abrieb bezeichnen wollen, enthält unter anderem auch Fett
der Fasern, das nachweislich die Gleiteigenschaften des Ringläufers verbessern könnte.
[0004] Obwohl dieser Abrieb ständig zur Verfügung steht und permanent von der sehr schnell
rotierenden Spule auch auf die Gleitfläche des Ringläufers am Spinnring geschleudert
wird, stellen wir immer wieder das Heißlaufen und Mikroverschweißungen an Ringläufer
und Spinnring fest.
Offensichtlich existiert irgendein Mechanismus, der verhindert, daß sich auf der Gleitfläche
des Spinnringes dauerhaft ein für den Ringläufer funktionsfähiger Schmierfilm aus
dem Abrieb hält.
Der oben beschriebene, schnelle Verschleiß des Ringläufers ist auch durch die entsprechende
Schmierung nicht zu vermeiden. Durch die bei Mikroverschweißungen entstehenden kurzzeitigen
Fadenbelastungen sind steigende Fadenbruchzahlen unvermeidbar. Die relativ kurzen
Laufzeiten der Ringläufer führen zu häufigen Maschinenstillständen.
Zur Sicherung einer möglichst kontinuierlichen Arbeitsweise der Spinnmaschine begrenzt
man einmal deren Drehzahl und versucht zum anderen durch wiederholtes Schmieren der
Spinnringe die Funktionsfähigkeit der Ringläufer möglichst zu erhalten. Beide Maßnahmen
verursachen die Reduktion der Maschinenleistung oder erfordern zusätzlichen manuellen
Aufwand und eine Verschmutzung des Garnes.
Zur Vermeidung solcher Mängel hat man mit der DE-OS 27 44 156 bereits vorgeschlagen,
die Menge des sich auf der Gleitfläche des Spinnringes ablagernden Fadenabriebes gezielt
zu vergößern. Die Ergebnisse hielten sich in Grenzen. Eine Verlängerung der Laufzeiten
der Ringläufer trat nicht ein.
Bei sog. J-Läufern hat man z. B. mit der US 14 15 072 vorgeschlagen, im Bereich der
dort an einer großen, senkrechten Fläche angeordneten Gleitfläche Schmierstoff zu
speichern und damit den Gleitvorgang zu verbessern. Zu diesem Zweck sah man in der
Gleitfläche des Läufers Aussparungen vor. In diesen Aussparungen sammelte sich ein
Teil des am Spinnring befindlichen Schmierstoffes. Erhöhte sich die Temperatur des
Ringläufers, verringerte sich die Viskosität des Schmierstoffes und es wurde Schmierstoff
an die Gleitfläche abgegeben.
[0005] Eine solche Verfahrensweise ist jedoch - wenn überhaupt - nur für die J-förmigen
Ringläufer brauchbar. An C-förmigen Ringläufern ist die Temperatur an der Gleitfläche
des Ringläufers in der Regel so hoch, daß der Schmierstoff stets nur für eine sehr
kurze Zeit in einer solchen Ausnehmung gespeichert werden kann. Die Ausnehmung setzt
sich schnell mit nicht schmierfähigem Abrieb zu. Der schnelle Verschleiß der Ringläufer
bleibt als Problem bestehen.
[0006] Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Mittel vorzuschlagen, die gewährleisten,
daß an der Gleitfläche des C-förmigen Ringläufers bereits kurze Zeit nach seinem Einsatz
auf dem Spinnring Gleitbedingungen vorhanden sind, die das Entstehen von Schweißpunkten
vermeiden, bevor sich eine ausreichend präzise und möglichst großflächige, schmierfähige
Kalotte an der Gleitfläche des C-formigen Ringläufers ausgebildet hat.
Die Kosten für die Herstellung des Läufers sollen dabei auf einem niedrigen Niveau
gehalten werden.
[0007] Diese Aufgabe wird durch den im Anspruch 1 definierten Ringläufer auf überraschend
einfache Weise gelöst. Die Ausnehmung im Bereich der Gleitfläche des C-förmigen Ringläufers
führt bereits nach sehr kurzer Laufzeit dazu, daß sich die vor und hinter der Ausnehmung
befindlichen Abschnitte der Gleitfläche am Ringläufer sehr schnell an die tatsächliche,
windschiefe Betriebslage des Ringläufers anpassen. Das Schwingen des Ringläufers um
die Gleitfläche wird deutlich eingeschränkt. Die Phasen, in denen eine Punktberührung
auftritt, die zu den gefürchteten Schweißerscheinungen führt, werden auf ein Minimum
beschränkt. Die Lebensdauer der Ringläufer verlängert sich deutlich.
Durch die sich dadurch reduzierende Temperatur im Bereich der Gleitfläche kann sich
in der Ausnehmung auch ein nennenswerter Teil des Schmierstoffes über einen längeren
Zeitraum in der Ausnehmung halten und in dieser Zeit die Gleitbedingungen zusätzlich
verbessern.
Durch die US-PS 14 15 069 und 14 15 070 ist es zwar auch bekannt, Ausnehmungen in
C-förmigen Ringläufern anzuordnen. Diese Ausnehmungen befinden sich jedoch in Bereichen,
die während des normalen Betriebes des Ringläufers niemals mit der Gleitfläche am
Spinnring in Berührung kommen. Der oben dargestellte Effekt der erfindungsgemäßen
Gestaltung kann damit nicht erreicht werden.
Die Form der Ausnehmung ist im wesentlichen nur durch die praktikable Art der Herstellung
bestimmt. Sie kann als Bohrung - Anspruch 2 - oder als Vertiefung - Anspruch 3 - ausgebildet
sein. Eine Bohrung gemäß Anspruch 2 ist dann zu empfehlen, wenn Garne aus natürlichen
Fasern mit erheblichen Schmierstoffanteilen versponnen werden.
Die Ausführung nach Anspruch 3 ist dann sinnvoll, wenn der Abrieb des Fadens wenig
Schmierstoffe - z. B. beim Verspinnen von synthetischen Fasern - enthält. Die Ausnehmungen
nach den Ansprüchen 4 bis 6 entstehen durch die Wahl zweckmäßiger Herstellungsverfahren.
Die Ausführung nach Anspruch 6 empfiehlt sich dann, wenn die Läufer eine größere Breite
besitzen. In diesem Fall kann das Querschnittsprofil des Ausgangsmaterials diese Vertiefung
bereits besitzen. Man nutzt die glatten Oberflächen des gezogenen Profils.
[0008] Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen,
- Fig. 1
- eine Ansicht auf die Lauffläche des Ringläufers in der Betriebsposition,
- Fig. 2
- eine vereinfachte Schnittdarstellung durch den Spinnring mit der Position des Ringläufers,
- Fig. 3
- eine Seitenansicht des Ringläufers im Bereich der Gleitfläche mit einer Bohrung als
Ausnehmung,
- Fig. 4
- eine andere Ansicht zu Figur 3,
- Fig. 5
- einen Ringläufer mit zwei Bohrungen im Bereich der Gleitfläche,
- Fig. 6
- einen Ringläufer mit einem Langloch im Bereich der Gleitfläche,
- Fig. 7
- eine Ansicht analog der Fig. 3 mit einer kalottenförmigen Vertiefung in der Lauffläche
des Ringläufers,
- Fig. 8
- eine Ansicht analog Fig. 4 mit einer kreisförmigen Vertiefung,
- Fig. 9
- eine Ansicht wie Fig. 8, mit einer mittleren durchgehenden Vertiefung im Querschnittsprofil
des Ringläufers und
- Fig. 10
- eine Ansicht wie Fig. 8 mit einem gewölbten Querschnittsprofil.
[0009] Die heute üblichen Ringspinnmaschinen arbeiten mit Spindeldrehzahlen in einer Größenordnung
von etwa 20.000 U/min. Mit etwa dieser Geschwindigkeit gleitet auch der üblicherweise
verwendete C-förmige Ringläufer 2 auf dem Spinnring 1 seiner Spindel.
Der Ringläufer 2 wird durch die Wirkung der Fliehkraft mit einer relativ kleinen Fläche
gegen eine entsprechend ausgebildete Fläche am Spinnring 1 gedrückt. Der durch den
Ringläufer 2 geführte Faden 3 drückt den Ringläufer 2 während seiner Bewegung in eine
ziemlich konstante aber windschiefe Position am Spinnring 1. Diese windschiefe Position
- bezogen auf die Achse des Spinnringes - ist insbesondere aus den Fig. 1 und 2 erkennbar.
Während seiner Bewegung über den Spinnring 1 unter Wirkung der bezeichneten Kräfte
arbeitet sich nach kurzer Zeit am Ringläufer 2 eine sog. Kalotte ein, die der Gleitfläche
20 des Ringläufers 2 am Spinnring 1 in der windschiefen Betriebsposition entspricht.
Mit Beginn des Spinnvorganges wird auf dem Spinnring 1, mehr oder weniger gleichmäßig,
ein übliches, festes Schmiermittel aufgetragen. Dieses Schmiermittel verbessert die
Gleiteigenschaften des Ringläufers 2 auf dem Spinnring 1.
[0010] Am Ringläufer 2 wirkt dieses Schmiermittel jedoch nur relativ kurze Zeit, da sich
dessen Gleitfläche 20 bereits nach sehr kurzer Zeit trotz Schmierung abarbeitet.
[0011] Es verschwindet damit auch das genannte feste Schmiermittel.
Während des Spinnprozesses wird Faserabrieb an mehreren Positionen und auch im Bereich
das Ringläufers 2 erzeugt. Durch die sehr schnell rotierende Spule wird dieser Faserabrieb,
der auch Fette enthält, u. a. auch an die Gleitfläche des Spinnringes 1 geschleudert.
Man hat festgestellt, daß diese Stoffe insgesamt einen ausreichend guten Schmierstoff
für den Ringläufer 2 bilden können. Obwohl dieser Schmierstoff permanent entsteht
und auch auf die Gleitfläche am Spinnring 1 geschleudert wird, steht er für den Schmiervorgang
nicht zur Verfügung. Mit der, über einen langen Zeitraum bis zur Ausbildung einer
ausreichend großen Kalotte, nur sehr schmalen zur Verfügung stehenden Gleitfläche
konnte man diesen Schmierstoff nicht in ausreichender Menge auf der Gleitfläche des
Ringläufers am Spinnring halten.
Zur Lösung dieses Problemes werden in der Gleitfläche 20 des C-förmigen Ringläufers
2 Ausnehmungen 21 ... 26 in Form von Löchern (Bohrungen 21, 22 oder Langlöchern 23)
nach Fig. 3 oder Vertiefungen (Vertiefungen 24, Nut 25, Innenraum 26 des gebogenen
Profils) nach Fig. 7 vorgesehen.
Diese Ausnehmungen 21 ... 26 haben zur Folge, daß sofort nach dem Einsatz des neuen
Ringläufers 2 auf dem Spinnring 1 zwei im Abstand hintereinander wirksame kleine Gleitflächen
am Ringläufer zur Verfügung stehen.
Das Schaukeln des Ringläufers 2 auf der Gleitfläche zum Spinnring 1 wird sofort weitgehend
eingeschränkt. Es bildet sich in relativ kurzer Zeit eine ebene, auf die aktuelle
windschiefe Betriebslage des Ringläufers 2 in Bezug auf den Spinnring 1 ausgerichtete
Kalotte aus. Die Kalotte erhält dabei eine relativ glatte Oberfläche, weil in der
Betriebsphase bis zu diesem Zeitpunkt Schmelzerscheinungen an der Gleitfläche weitgehend
ausgeschlossen sind.
Für diesen geschilderten Vorgang reicht die anfängliche Schmierung des Spinnringes
1 aus. Ein Teil dieses Schmierstoffes sammelt sich auch in der Ausnehmung 21 ... 26
und setzt sich dort fest. Erhöht sich die Reibung, steigt auch die Temperatur im Speicher
dieser Ausnehmung 21 ... 26. Der flüssig gewordene Schmierstoff gelangt an die Gleitfläche
20 und unterstützt den Gleitvorgang. Ist die glatte, ebene Kalotte dann ausgebildet,
reduziert sich die Flächenpressung der Ringläufers. Damit ist auch im ungeschmierten
Zustand ein gleichmäßig ruhiger Lauf den Ringläufers 2 möglich.
Der sich in diesen Ausnehmungen 21 ... 26 in der Folge sammelnde Schmierstoff wird
dort - eben in diesen Ausnehmungen - insbesondere beim spinnen natürlicher Fasern
ständig ergänzt. Er wird dort - ungestört durch die hohe Luftgeschwindigkeit - gespeichert
und nach Bedarf - temperaturgesteuert an die Gleitfläche 20 abgegeben.
Auf diese Weise lassen sich erhebliche Effekte hinsichtlich der Lebensdauer der Ringläufer
erreichen. In der Summe reduzieren sich auch die Zahl der Fadenbrüche, weil Überbelastungen
am Faden durch die gefürchteten Schweißerscheinungen nahezu ausgeschlossen werden
können.
[0012] Die Form der Ausnehmung 21 ... 26 hängt im wesentlichen von einem, bei der geringen
Größe des Ringläufers 2 beherrschbaren Fertigungsverfahren ab.
Wichtig ist bei der Gestaltung der Ringläufer, daß an einem neuen Ringläufer 2 zwei
relativ kleine, im ausreichend großen Abstand voneinander in Bewegungsrichtung hintereinander
angeordnete Gleitflächen zur Verfügung stehen.
Es ist zweckmäßig, wenn sich diese Gleitflächen mit zunehmender Betriebsdauer vergrößern.
Sie sind dann bereits auf die Betriebslage des Ringläufers ausgerichtet und jede Vergrößerung
der Fläche trägt zur Reduzierung der Flächenpressung bei.
Beachten sollte man aber auch, daß nach der Ausbildung einer ausreichend großen und
ebenen Kalotte noch ein ausreichend großer Speicher für das Sammeln von Abrieb zur
Verfügung steht.
Der Speicher bzw. die Ausnehmung 21 ... 26 sollte dann nicht direkt dem Luftwiderstand
des Ringläufers 2 ausgesetzt werden. Er muß jedoch in der Lage sein, den Schmierstoff
möglichst im gesamten Bereich der Gleitfläche zu sammeln und wieder abzugeben.
[0013] Gut beherrschbar ist bei den geringen Abmessungen des Ringläufers 2 das Anbringen
von Bohrungen 21, 22 mit Hilfe von Bohrern oder Schneidstempeln. Der dabei entstehende
Grat wird bei den üblichen Entgratungsvorgängen für den Ringläufer 2 mit beseitigt.
Die Verwendung von Laserstrahlen für das Einbringen der Bohrungen 21, 22, 23 ist natürlich
auch möglich.
In der Regel reicht das Anbringen einer Bohrung 21 nach den Fig. 3 und 4. Die Bohrung
21, deren Durchmesser kleiner ist als die Länge der Gleitfläche 20, dient hier als
Begrenzer und Teiler der Gleitfläche und bildet einen ausreichend großen Speicher
über die gesamte Lebensdauer des Ringläufers 2.
[0014] Man kann aber auch zwei Bohrungen 22 längs der Gleitfläche 20 versetzt vorsehen,
wie es in Figur 5 dargestellt ist. Man sollte beachten, daß die anfängliche Gleitfläche
zwischen den Bohrungen 22 kleiner ist als die jeweils vorlaufende äußere Gleitfläche.
Arbeitet man mit einem Stempel ist ein Langloch 23 längs der wahrscheinlichen Gleitfläche
20 des Ringläufers 2 zweckmäßig. Das Langloch 23 sollte eine Länge aufweisen, die
etwa 80 % der Länge der Gleitfläche 20 entspricht.
Läßt sich die Lage der Gleitfläche 20 vorher mit ausreichender Genauigkeit bestimmen,
kann man das Langloch 23 mittig zur Gleitfläche 20 positionieren. Die Ausbildung der
Kalotte und die Schmierung der geamten Gleitfläche 20 erfolgt dann unabhängig von
der Stärke des zu spinnenden Fadens.
[0015] Die Form der Ausnehmung in der Gestalt von Löchern ist nicht auf die beschriebenen
Formen (Bohrungen 21, 22 oder Langlöcher 23) begrenzt.
[0016] In den Figuren 7 bis 10 sind Ausführungsformen der Ausnehmungen 24 ... 26 dargestellt,
die durch Vertiefungen in der Gleitfläche 20 des Ringläufers 2 gebildet werden.
In dem Beispiel nach Fig. 8 hat die Vertiefung 24 einen kreisförmigen Querschnitt
im Zentrum der Gleitfläche 20.
[0017] In Fig. 9 ist bei der Herstellung des Profils des Ringläufers 2 eine Nut 25 als Ausnehmung
an der Innenseite des Ringläufers 2 eingebracht worden.
[0018] Im Fall der Fig. 10 besitzt das Profil des Läufers einen gleichbleibenden, flachen
Querschnitt, der um eine längs verlaufende Achse gebogen ist. Der Innenraum 26 dieses
Bogens bildet hier die Trennung zwischen den Gleitflächen und dient als Speicher für
das Schmiermittel.
[0019] Die der Verkleinerung der anfänglichen Gleitfläche und als Schmiermittelspeicher
dienende Ausnehmung im Bereich der Gleitfläche 20 des Ringläufers 2 am Spinnring 1
kann bei den hier zur Debatte stehenden Größen auch durch die mehr oder weniger großen
Vertiefungen durch eine mechanische Bearbeitung des Ringläufers 2 mit Hilfe von Schleifwerkzeugen
erreicht werden (nicht dargestellt).
Die durch die Schleifwerkzeuge erzeugten tiefen Spuren reichen aus, anfänglich schmale
Gleitflächen bereitzuhalten, die sich schnell an die notwendig Gleitrichtung in der
Betriebslage des Ringläufers 2 anpassen können. Die dann verbleibenden Reste der Bearbeitungsspuren
dienen dann als Schmiermittelspeicher.
Die Wirkungen der flachen Vertiefungen 24, 25, 26 und der Bearbeitungsspuren sind
im wesentlichen identisch mit denen, die im Zusammenhang mit der Bohrung 21, 22, 23
beschrieben wurden.
Zu bemerken ist lediglich, daß Vertiefungen 24, 25, 26 - wie bereits erwähnt - dann
zweckmäßiger sind, wenn vorzugsweise synthetische Fasern versponnen werden. In diesem
Falle tritt die Speicherfunktion zugunsten der Reduzierung der Flächenpressung etwas
zurück.
Bezugszeichenliste
[0020]
- 1
- Spinnring
- 2
- Ringläufer
- 20
- Gleitfläche
- 21
- Bohrung
- 22
- Bohrungen
- 23
- Langloch
- 24
- Vertiefung
- 25
- Nut
- 26
- Innenraum eines gebogenen Profils
- 21 ... 26
- Ausnehmungen
1. C-förmiger Ringläufer für Spinnringe von Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen mit einer
an einem seiner freien Schenkel innen angeordneten Gleitfläche (20) für das Gleiten
an einer bogenförmig nach innen und unten gerichteten Gleitfläche am Spinnring (1),
wobei der Bogen der Gleitfläche (20) des Ringläufers (2) in der Ebene des Läufers
größer ist als der Bogen am Querschnitt der Gleitfläche des Spinnringes (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß im mittleren Bereich der tatsächlichen Gleitfläche (20) des Ringläufers (2) eine
sich radial nach außen erstreckende Ausnehmung (21 ... 26) angeordnet ist.
2. Ringläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (21 ... 26) mindestens eine radial nach außen gerichtete Bohrung (21;
22; 23) ist.
3. Ringläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (21 .... 26) eine Vertiefung (24; 25; 26) in der Oberfläche der Gleitfläche
(20) ist.
4. Ringläufer nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (21 ... 26) eine langgestreckte Ausnehmung (23; 25; 26) ist, deren
Länge mindestens 80 % der Länge der Gleitfläche (20) entspricht.
5. Ringläufer nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (21 ... 26) durch quer zur Bewegungsrichtung des Ringläufers (2) gerichtete
Bearbeitungsspuren eines Schleifwerkzeuges gebildet ist.
6. Ringläufer nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Querschnittsprofil das Ringläufers (2) längs seiner Innenfläche eine durchgehende
Vertiefung (Nut 25; Innenraum 26) aufweist.