Spindel-Spinnvorrichtung

Abstract

 Die Spindel-Spinnvorrichtung oder Zwirnvorrichtung enthält eine mit Antrieb (10) versehene Spindel (8) für eine Hülse (13), einen die Spindel (8) umschließenden Ballonbegrenzer (9), der mit einer inneren Führungsoberfläche (19) für den Kontakt mit dem Garn versehen ist, als auch einen Antrieb (16) für denselben Drehsinn wie die Spindel (8), und eine Begrenzungswand (26), die das untere Ende des Ballonbegrenzers unbeweglich umschließt. Der Ballonbegrenzer (9), dem der Antrieb (10) mit programmiertem Ausschalten zugeordnet ist, ist auf seiner Führungsoberfläche (19) im Bereich seines unteren Teils mit wenigstens einem Garnführer (34) versehen, der in Richtung gegen den Umdrehungssinn des Ballonbegrenzers (9) zum Auffangen des Garns nach Abschalten des Antriebs (10) des Ballonbegrenzers (9) offensteht und für die Mitnahme durch das auf die Hülse (13) aufzuwickelnde Garn vorgesehen ist.

Beschreibung

Technisches Sachgebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Spindel-Spinnvorrichtung oder Zwirnvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Stand der Technik

[0002] Die oben erwähnte Vorrichtung ist aus der WO 97/32065 bekannt. Auf der Führungsoberfläche eines Ballonbegrenzers befindet sich eine Umfangs-Anlaufstelle für den direkten Übergang des Garns von dieser Anlaufstelle auf die Hülse, wobei das Garn infolge der Wirkung der Zentrifugalkraft die Form einer rotierenden offenen Schlinge einnimmt, welche durch eine feste Begrenzungswand radial begrenzt wird, auf die sie ungefähr in radialer Richtung anstößt. Die radiale Entfernung der Biegung der umlaufenden offenen Schlinge von der Spindelachse ist jeweils größer als die radiale Entfernung der Umfangs-Anlaufstelle der Führungsoberfläche, von der sich das Garn in die Form der rotierenden Schlinge ausbreitet. Diese Lösung ermöglicht, die durch die Spindeldrehzahl charakterisierte Spinngeschwindigkeit bis über einen Wert von 40 000 min^-1 zu erhöhen. Beim Kontakt des Garns mit der Begrenzungswand führt jedoch eine derartige Spinngeschwindigkeit zur Bildung hoher Temperaturen, die das Garn beschädigen könnten, insbesondere dann, wenn das Garn thermoplastische Fasern mit relativ niedrigem Schmelzpunkt enthält. Bei Anwendung einer höheren Spinngeschwindigkeit, z.B. bis über dem Wert von 50 000 min^-1, was sonst physikalisch möglich ist, wären diese Temperaturen fast für alle Garne schädlich. Ein gewisser Nachteil der erwähnten Vorrichtung besteht auch darin, daß sie vom energetischen Standpunkt aus sehr hohe Ansprüche stellt, denn es werden zwei auf die Energiequelle angeschlossene Antriebe benötigt, zwar einer für die Spindel und der andere für den Ballonbegrenzer.

[0003] Aus der DE-PS 3 400 327 ist eine Vorrichtung bekannt die, wenigstens nach den in diesem Dokument angeführten Angaben, eine hohe Geschwindigkeit der Spindeln ermöglicht. Der Ballonbegrenzer ist hier von einer drehbar angeordneten Glocke gebildet, die durch das auf die Hülse gewickelte Garn mitgenommen wird. In Betrieb bildet das aus der Dehnungsvorrichtung heraustretende und aus der Glocke durch eine radiale Führungsöffnung auf deren Mantel herausgeführte Garn auf diesem Mantel eine schraubenförmige Windung, von welcher das Garn kontinuierlich abgezogen und über den unteren Rand der Glocke auf die Hülse aufgewickelt wird. Die veränderliche Aufwickelgeschwindigkeit beim Spinnablauf wird durch die Größe der schraubenförmigen Windung und durch deren Steigung ausgeglichen. Es ist jedoch notwendig, am Anfang des Spinnvorgangs die Glocke auf Betriebsumdrehungen zu bringen, welche um Aufwicklungsumdrehungen kleiner sind, als die Spindelumdrehungen. Für das Indrehungversetzen der Glocke wird ein Elektromotor verwendet, der nach Erreichen der gewünschten Umdrehungen vom Kraftanschluß abgeschaltet oder zum Bremsen der Glocke in einigen Phasen des Spinnvorganges verwendet wird.

[0004] Bei einer anderen Vorrichtung nach der US-PS 4 862 687 tritt das Garn axial in den Hohlraum der Glocke ein, danach verläßt es denselben durch eine radiale Führungsöffnung, dann tritt es wieder durch eine zweite radiale Führungsöffnung ein, wonach es längs der Glockeninnenseite und über einen im Bereich des unteren Glockenteils angebrachten Draht-Garnführer auf die Hülse aufgewickelt wird. Während des Aufwickelns wird die veränderliche Garnspannung durch entsprechende Lage der Garnbiegestelle über der schräg zur Spindelachse orientierten Trennwand des Garnführers ausgeglichen.

[0005] Bei den Vorrichtungen nach der DE-PS 3 400 327 und US-PS 4 862 687 kommt es zwischen dem Garn und den glockenförmigen Teilen, mit den das Garn in Berührung kommt, zu einer erheblichen Reibung, insbesondere beim Durchgang des Garns durch die radialen Führungsöffnungen, was eine gewisse Beschränkung für das Erreichen hoher Geschwindigkeiten bei der Verarbeitung mancher Garnarten darstellt. Die angeführten Nachteile sind offensichtlich der Grund dafür, daß über die Verwendung dieser Vorrichtungen im Betrieb bisher keine allgemeinen Informationen zur Verfügung stehen.

Wesen der Erfindung

[0006] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der oben erwähnten Gattung und Ausführung (WO 97/32065) zu schaffen, die eine im Betrieb verläßliche Fertigung im wesentlichen aller Garnarten mit extrem hohen Fertigungsgeschwindigkeiten und einem niedrigeren energetischen Aufwand ermöglicht.

[0007] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ballonbegrenzer, dem ein mit einer programmierten Abschaltung versehener Antrieb zugeordnet ist, auf seiner Führungsoberfläche im Bereich des Unterteils des Ballonbegrenzers wenigstens mit einem Garnführer versehen ist, welcher gegen den Drehsinn des Ballonbegrenzers gerichtet ist, und für das Auffangen des Garns nach Abschalten des Antriebs des Ballonbegrenzers und für seine Mitnahme durch das auf die Hülse gewickelte Garn offensteht.

[0008] Nach Ingangsetzen der Spinnstelle beim Anspinnverfahren bildet das Garn auf dem unteren Teil eines aktiv angetriebenen Ballonbegrenzers eine umlaufende offene Schlinge, von der sich das Garn abzieht und auf die Hülse aufwickelt. Nach dem Aufwickeln des Garns auf die Hülse wird der aktive Antrieb des Ballonbegrenzers programmäßig abgestellt, wodurch es infolge der Wirkung der passiven Widerstände zur Abnahme der Geschwindigkeit des Ballonbegrenzers insofern kommt, daß seinen Antrieb bei stets gleicher Geschwindigkeit das auf die Hülse zu wickelnde Garn übernimmt, das bisher in dem untätigen auf der Führungsoberfläche des Ballonbegrenzers angeordneten Garnführer aufgefangen war.

[0009] Der gegen den Drehsinn der Umdrehungen des Ballonbegrenzers gerichtete und im Bereich seines unteren Teils angeordnete Garnführer gewährt ein verläßliches Auffangen des Garns nach Abschalten des Ballonbegrenzers, wobei die Bewegung des Garns auf seiner Führungsoberfläche beim aktiven Antrieb des Ballonbegrenzers nicht behindert wird.

[0010] Der Garnführer ist auf der Führungsoberfläche im Inneren des Ballonbegrenzers angeordnet. Alternativ könnte er auch auf der Stirnseite des unteren Endes des Ballonbegrenzers, bzw. auch auf dem Übergang der Führungsoberfläche in die Stirnfläche des unteren Endes des Ballonbegrenzers angebracht sein.

[0011] Gemäß einer vorteilhaften Ausführung wird der Garnführer von einer geformten Führungswand gebildet, welche im Sinne der Umdrehungen des Ballonbegrenzers von seiner Führungsoberfläche in sein freies Ende übergeht, und vom Boden einer unter der Führungswand ausgeführten Aussparung, wobei der Übergang dieses Bodens in die Führungsoberfläche auf der Stirnfläche des Unterteils des Ballonbegrenzers und das freie Ende der Führungswand den Eintritt in den Garnführer abgrenzen.

[0012] Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Führungswand ist auf deren Außenkante eine Führungsrille für das Garn vorgesehen, wobei die Übergänge der Außenkante der Führungswand in die Führungsrille und der Übergang der Außenkante in die Innenkante der Führungswand mit Vorteil abgerundet sind.

[0013] Es ist wichtig, daß das Ausschalten des Antriebs des Ballonbegrenzers erst nach dem Aufwickeln des Garns auf die Hülse zustandekommt. Der Augenblick des Abschaltens muß deshalb optimal sein, einerseits hinsichtlich der Zuverlässigkeit des Anspinnvorganges und anderseits hinsichtlich eines zeitgemäß minimalen Kontakts des Garns mit der Begrenzungswand zwecks Ausschließen der unerwünschten übermäßigen Garnerwärmung. Für die Indikation der optimalen Hülsenwicklung, die ein Signal zum Abschalten des Antriebs des Ballonbegrenzers erteilt, kann die bekannte Technik der Schaltung von Lagegebern genutzt werden.

[0014] Die minimale Belastung, der das Garn auf der Strecke zwischen der Drallbremse und der Hülse ausgesetzt ist, ermöglicht das Spinnen von hochwertigem Ringgarn mit extrem hoher Geschwindigkeit und das Herstellen eines hochwertigen Zwirns. Die Begrenzungswand gewährleistet die Verläßlichkeit des Anspinnvorgangs und dadurch auch einen kontinuierlichen Spinnvorgang. Als Beitrag dieser Erfindung sollte auch die Ersparnis an Energie erwähnt werden, denn der elektrische Antrieb des Ballonbegrenzers ist nur während des Anspinnvorgangs aktiv.

Beschreibung der Abbildungen in den Zeichnungen

[0015] Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung für das Spindel-Spinn- oder Zwirnverfahren sind in den beiliegenden Zeichnungen schematisch dargestellt, wo die einzelnen Abbildungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf die Spinnstelle im axialen Teilschnitt,

Fig. 2 eine Einzelheit bei A in Fig. 1 - in einem vergrößerten Maßstab, wo der Betriebszustand der Vorrichtung beim Anspinnvorgang gezeigt ist,

Fig. 3 eine Einzelheit bei A in Fig. 1 - in einem vergrößertem Maßstab, wo der Betriebszustand beim Spinnvorgang und zugleich auch eine alternative Ausführung des Garnführers ersichtlich ist, und

Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 3.

Ausführungsbeispiele der Erfindung

[0016] Nach Fig. 1 und 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, bzw. die Spinnstelle, auf einem Rahmen 1 der nicht dargestellten Spindel-Spinnmaschine angeordnet. Die wesentlichen Teile der Vorrichtung sind das Zuführorgan 2 des Faserguts 3 und die Drall- und Aufwickelvorrichtung 4 mit einer vorgeschalteten Drallbremse 5. Das Zuführorgan 2 ist eine übliche, zum Teil dargestellte Verzugsvorrichtung 6 mit Austrittsrollen 7.

[0017] Die Verzugsvorrichtung 6 hat die übliche Bauweise, welche deswegen nicht näher beschrieben wird. Die Aufgabe dieser Vorrichtung besteht darin, das eingeführte Spinnband oder Vorgespinst so zu bearbeiten, daß auf dem Austritt aus der Verzugsvorrichtung 6 ein Fasergut 3 in Form eines Faserbandes zur Verfügung steht, dessen Längenmasse der Längenmasse des ausgespinnten Garns entspricht.

[0018] Die Drallbremse 5 ist auf der Oberfläche einer der Austrittsrollen 7 der Verzugsvorrichtung 6 im Bereich deren Zusammenklemmens ausgebildet. Diese Anordnung der Drallbremse 5 ermöglicht es, daß das gebildete Garn P aus der Verzugsvorrichtung 6 ohne üblichen Garnführer direkt in die Drall- und Aufwickelvorrichtung 4 eintreten kann.

[0019] Die Drall- und Aufwickelvorrichtung 4 enthält eine Spindel 8, welche von einem Ballonbegrenzer 9 umgeben ist. Die Spindel 8 wird von einem auf der Spindelbank 11 der Spinnmaschine angeordneten Elektromotor des Antriebs 10 angetrieben, welche Spindelbank 11 als Bestandteil des nicht dargestellten Mechanismus zur Entwicklung einer programmierten vertikalen Bewegung der Spindel 8 im Sinne des Doppelpfeils 12 ausgebildet ist. Die Spindel 6 kann in alternativer Weise auch mittels einer anderen üblichen Antriebsvorrichtung, z.B. eines Riementriebs, angetrieben werden.

[0020] Auf der Spindel 8 ist die Hülse 13 für die Wicklung 14 aufgesetzt. Das Programm der Bewegung der Spindelbank 11 im Sinne des Doppelpfeils 12 hängt von der Wahl des Typs der Wicklung 14 ab. Bei einer alternativen nicht dargestellten kinematisch umgekehrten Anordnung der Spindel 8 und des Ballonbegrenzers 9 ist die Spindel 8 auf dem Rahmen 1 fest angeordnet, während der Ballonbegrenzer 9 eine programmierte Vertikalbewegung längs der Spindel 8 ausübt.

[0021] Der Ballonbegrenzer 9, der als ein hohler Drehkörper und im Ausführungsbeispiel glockenförmig ausgebildet ist, ist mit seinem Eintrittsstutzen 15 in nicht dargestellten aerostatischen Lagern oder Wälzlagern eines Elektromotors drehbar gelagert, welcher den auf dem Rahmen 1 befestigten Antrieb 16 des Ballonbegrenzers 9 bildet. Der Drehsinn des Ballonbegrenzers 9 in Richtung des Pfeils 17 ist mit dem Drehsinn der Spindel 8 in Richtung des Pfeils 18 identisch. Der Ballonbegrenzer 9 ist mit einer für den Kontakt mit dem Garn P bestimmten inneren Führungsoberfläche 19 versehen, die von einem Eintrittsrand 20 und einem Austrittsrand 21 für das Garn P begrenzt ist. Die Führungsoberfläche 19 ist ein Teil der Innenfläche des Hohlraums des Ballonbegrenzers 9, auf dem das Garn P bei seinen Umdrehungen der Wirkung der Zentrifugalkraft ausgesetzt ist und welche dieses Garn mitnimmt. Der Austrittsrand 21 begrenzt die Führungsoberfläche 19 im Bereich des größten Durchmessers des Ballonbegrenzers 9, wo es noch zu seinem Kontakt mit dem Garn kommt. Für den Zweck der Erfindung sind auch andere Formen der Führungsoberfläche 19 geeignet. Die Führungsoberfläche 19 kann zum Beispiel im mittleren Teil zylinderförmig ausgebildet sein, wobei sie sich von diesem Teil in den Austrittsrand 21 kegelig erweitern kann.

[0022] Der Ballonbegrenzer 9 ist mit Vorteil als dünnwandiger Körper aus leichter Metallegierung oder aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt. Die Führungsoberfläche 19 sollte mit einem geeigneten Material beschichtet sein, um eine gewünschte niedrige Reibung gegenüber dem Garn und eine hohe Verschleißfestigkeit zu gewähren.

[0023] Auf der Führungsoberfläche 19 ist eine Umfangs-Anlaufstelle 22 für den Übergang des Garns P von der Führungsoberfläche 19 in eine umlaufende offene Schlinge 23 vorgesehen, welche durch die Zentrifügalkraft gebildet wird, wie es weiter noch ausführlich erläutert ist. Die Umfangs-Anlaufstelle

[0024] 22 ist im Fall einer Regelfläche der Führungsoberfläche 19 der kleinste Durchmesser der Führungsoberfläche 19 und im Fall einer gegliederten Form der Führungsoberfläche 19, stellt diese Stelle im Sinne der Bewegung des Garns P im Ballonbegrenzer 9 den letzten kleinsten Durchmesser dieser Führungsoberfläche 19 dar.

[0025] Der Unterteil 24 des Ballonbegrenzers 9 ist von einem ersten Ring 25 mit einem radialen Abstand umgeben, der auf dem Rahmen 1 fest angebracht und mit einer inneren Begrenzungswand 26 versehen ist, die sich in Richtung zum unteren Rand des ersten Rings 25 kegelförmig erweitert (Fig. 1, 2).

[0026] Die Begrenzungswand 26 geht in Richtung zum oberen Ende des ersten Rings 25 in eine zylinderförmige Wand 27 über. Dem Ballonbegrenzer 9 ist axial ein zweiter Ring 28 mit einer Führungskante 29 für das Garn P zugeordnet, der ebenfalls auf dem Rahmen 1 befestigt ist. Zusammen mit der Stirnfläche 30 grenzt die Führungskante 29 auf dem Unterteil 24 des Ballonbegrenzers 9 einen gegen die Begrenzungswand 26 gerichteten Spalt 31 ab. Zweck dieser Anordnung ist, die durch den Spalt 31 geführte umlaufende offene Schlinge 23 radial zu begrenzen. Die Begrenzungswand 26 und die Außenwand 32 des zweiten Rings 28 grenzen einen Abführkanal 33 für Verunreinigungen ab.

[0027] Auf der Führungsoberfläche 19, im Inneren des Ballonbegrenzers 9 und im Bereich seines Unterteils 24, ist mindestens ein Garnführer 34 angeordnet, der gegen die Richtung der Umdrehungen des Ballonbegrenzers 9 im Sinne des Pfeils 17 (Fig. 1, 2) offensteht.

[0028] Der Garnführer 34 (Fig. 2) wird einerseits von einer profilierten Führungswand 35 gebildet, die gegen den mit Pfeil 17 angedeuteten Drehsinn des Ballonbegrenzers 9 von seiner Führungsoberfläche 19 in sein freies Ende 36 übergeht, und anderseits von einem nicht dargestellten Boden einer unter der Führungswand 35 ausgeführten Aussparung. Der nicht dargestellte Bodenübergang in die Führungsoberfläche 19 des Ballonbegrenzers 9 und das freie Ende 36 der Führungswand 35 grenzen den Eintritt in den Garnführer ab.

[0029] In Fig. 3 und 4 ist eine alternative Ausführung des Garnführers 34 auf der Stirnfläche 30 des Unterteils 24 des Ballonbegrenzers 9 dargestellt. Die Führungswand 35 läuft in ein freies Ende 36 von der Führungsoberfläche 19 der Stirnfläche 30 aus. Der Übergang 37 des Bodens 38 der Aussparung unter der Führungswand 35 in die Führungsoberfläche 19 der Stirnfläche 30 und das freie Ende 36 der Führungswand 35 grenzen den Eintritt in den Garnführer 34 ab. Auf der Außenkante 39 der Führungswand 35 (Fig. 4) ist eine Führungsrille 40 für das Garn P vorgesehen, während die Übergänge der Außenkante 39 der Führungswand 35 in die Führungsrille 40 und der Übergang der Außenkante in die Innenkante 41 der Führungswand 35 für eine leichte Bewegung des Garns P zweckmäßig abgerundet sind.

[0030] Für den Zweck der Erfindung sind auch andere Ausführungen des Garnführers 34 geeignet, welche die Bedingung erfüllen, daß der sich gegen den Drehsinn des Ballonbegrenzers 9 bewegende Garnführer 34 einerseits das Garn P bei seinem aktiven Antrieb in seiner Bewegung nicht behindert und anderseits ein Auffangen des Garns nach Abschalten des Antriebs 16 des Ballonbegrenzers 9 ermöglicht. So kann zum Beispiel das freie Ende der Führungswand 35 vom Boden 38 geringfügig abgebogen sein.

[0031] Es ist ebenfalls eine nicht dargestellte Anbringung des Garnführers 34 auf dem abgerundeten Übergang der Führungsoberfläche 19 in die Stirnfläche 30 möglich. In diesem Fall ist es notwendig, daß der Boden 38 der Aussparung unter der Führungswand 35 in die Führungsoberfläche 19 des Ballonbegrenzers 9 kontinuierlich übergeht, wodurch eine ruhige Bewegung des Garns in der umlaufenden offenen Schlinge 23 bei deren Bewegung über den Bereich des Garnführers 34 gesichert wird.

[0032] Das Prinzip des programmierten Abschaltens des Antriebs 16 des Ballonbegrenzers 9 besteht darin, daß das Abschalten von der Spannungsquelle jeweils nach dem Aufwickeln des Garns auf die Hülse erfolgt. Aus der DE-PS 34 00 327 ist es bereits bekannt, den Antrieb der Glocke nach ihrem motorischen Anlaufen abzuschalten. Für die erfindungsgemäße Lösung ist jedoch ein zeitlich minimaler Anlauf des Ballonbegrenzers 9 für eine genügende Ausbildung der Garnwicklung auf der Hülse erforderlich, welche das Signal zum Abschalten des Antriebs 16 erteilt. Für das Sicherstellen dieser Forderung sind einige Lösungen geeignet.

[0033] Nach Kontakt der umlaufenden offenen Schlinge 23 mit der Begrenzungswand 26 beginnt sich das Garn P auf die Hülse aufwickeln, wodurch eine Verzögerung der Umdrehungen der umlaufenden offenen Schlinge 23 nach der Rotation der Spindel 8 hervorgerufen wird. Dieser Kontakt wird deswegen durch einen Abtaster indiziert, dessen Ausgangssignal den Antrieb 16 des Ballonbegrenzers 9 ausschaltet. Der Abtaster, der zum Beispiel auf dem Kapazitätsprinzip aufgebaut ist, ist unter der Oberfläche der Begrenzungswand angeordnet. Ähnlich kann ein Signal für das Abschalten des Ballonbegrenzers 9 von dem Antrieb 16 mittels eines geeigneten, im Bereich des Hülsenfußes angeordneten fotoelektrischen Abtasters gewonnen werden, welcher das Aufwickeln einer bestimmten Anzahl der Garnwindungen auf die Hülse 13 anzeigt. Hinsichtlich der Anschaffungskosten ist es jedoch für den gegebenen Zweck genügend, das Signal für das Ausschalten des Antriebs 16 zum Beispiel von dem Augenblick des Erreichens eines vollen Laufes der Verzugsvorrichtung 6 abzuleiten, mit einer gewissen Zeitkonstante, die zum Beispiel der Zeit des Aufwickelns einer gegebenen Garnlänge des gegebenen Feinheitsgrades auf die Hülse 13 entspricht. Zum Beispiel beim Spinnen eines Garns von Feinheitsgrad 10 Tex, bei einer Spindelgeschwindigkeit von 48 000 Umdrehungen/min und einer Fertigungsgeschwindigkeit von 48 m.min^-1 beträgt die Zeitkonstante 1,28 Sekunden. Die Spinnstelle ist deswegen mit einem Geschwindigkeitsgeber der Austrittsrolle 7 der Verzugsvorrichtung 6 versehen. Sobald der Geschwindigkeitsgeber feststellt, daß der Geschwindigkeitswert der Austrittsrollen 7 mit dem eingestellten Wert und dem Nennwert der Fertigungsgeschwindigkeit des Garns identisch ist, startet er das Zählen der für das gegebene Ausspinnen eingestellten Zeitkonstante, nach deren Ablauf ein Signal zum Abschalten des Antriebs erteilt wird. Das entsprechende Schaltschema der Geber mit dem Antrieb 16 ist weder dargestellt noch näher erläutert, denn es geht um bekannte und dem Fachmann klare technische Maßnahmen.

[0034] Die Spinnstelle nach Fig. 1, 2 arbeitet wie folgt:

[0035] Ein nicht dargestelltes, auf der Hülse 13 befindliches und den Hohlraum des Ballonbegrenzers 9 durchgehendes Anspinngarn wird z.B. mit Hand zwischen die Austrittsrollen 7 geführt, wonach sich programmäßig der Antrieb 10 des Ballonbegrenzers 9, der Spindel 8 und der Verzugsvorrichtung 6 einschaltet. Unmittelbar hinter der Drallbremse 5 verfestigt sich das Fasergut 3 durch die Drehungen, welche einerseits durch Umdrehungen der Spindel 8 und anderseits durch Zusatzdrehungen gebildet werden, wobei die Zusatzdrehungen durch Umdrehungen des Ballonbegrenzers 9 entstehen, auf dessen Führungsoberfläche 19 sich das mitgenommene Garn bewegt. Folge des Verhältnisses der Umdrehungen der Spindel 8 und des Ballonbegrenzers 9 ist eine Erhöhung der Garndrehung auf deren Abschnitt zwischen der Drallbremse 5 und dem Austrittsrand 21 der Führungsoberfläche 19.

[0036] Hinter der Anlaufstelle 22 der Führungsoberfläche 19 des Ballonbegrenzers 9 wird das umlaufende Garn infolge des Gleichgewichts zwischen der durch die Masse des Garns hervorgerufenen Zentrifugalkraft, der Reaktions-Reibungskraft, die bei der Bewegung des Garns auf der Führungsoberfläche 19 entsteht und der Reaktionskraft in dem auf der Hülse 13 aufgenommenen Garn, in Form einer umlaufenden offenen Schlinge 23 aufgespreizt. Diese Schlinge 23 bewegt sich gleichgerichtet mit der Spindel 8, wobei zwischen dem Garn und der Führungsoberfläche 19 bei der gegebenen höheren Geschwindigkeit des Ballonbegrenzers 9 gegenüber der Spindel 8 ein radialer Schlupf entsteht, durch welchen der Unterschied der Umdrehungen des Garns und der Führungsoberfläche 19 ausgeglichen wird.

[0037] Hinter dem Austrittsrand 21 des Ballonbegrenzers 9, beginnt die umlaufende Schlinge 23 radial in den Raum einzutreten. In dieser Phase wird das Garn auf die Hülse 13 noch nicht aufgewickelt. Sobald sich jedoch die umlaufende offene Schlinge 23 bis zur Begrenzungswand 26 ausdehnt, beginnt sich auf dieser eine umgekehrte Biegung 42 zu bilden (Fig. 2). Die Wirkung der Reibkraft zwischen der Begrenzungswand 26 und dem Garn bewirkt eine Verzögerung der umlaufenden offenen Schlinge 23 gegenüber der Drehung der Spindel 8, bei welcher sich das Garn auf die Hülse 13 aufzuwickeln beginnt. In dieser Phase der Garnaufwickelung auf die Hülse 13 wird der Antrieb 10 des Ballonbegrenzers 9 abgeschaltet. Nach Abschalten des Antriebs 10 sinken durch Wirkung der Lüftung und der weiteren passiven Widerstände, z.B. in der Lagerung, die Umdrehungen des Ballonbegrenzers 9 so, daß sich die Kreisfrequenz des Garns P der Kreisfrequenz des Ballonbegrenzers 9 stufenweise annähert, d.h., daß das von der Spindel 8 mitgenommene Garn, was die Frequenz betrifft, den sich verzögernden Ballonbergrenzer 9 nachholt. Der Garnführer 34, der bis zum Augenblick des Abschaltens des Antriebes 10 gemieden war, wird nun zu einer Auffangstelle für das aufgelöste umlaufende Garn. Durch Verlangsamung der Umdrehungen des Ballonbegrenzers 9 wird der Garnvorrat in der umlaufenden offenen Schlinge 23 durch Aufwickeln auf die Hülse 13 verbraucht, wonach das Garn die Funktion des Mitnehmens des Ballonbegrenzers 9 (Fig. 3, 4) übernimmt. Der Spinnvorgang verläuft nun kontinuierlich. Die Regelung der Garnspannung beim Aufwickeln auf verschiedene Durchmesser der Wicklung 14 auf der Hülse 13, insbesondere bei Bildung kegeliger Wicklungsschichten, verläuft weiter automatisch. Beim Beschleunigen des Ballonbegrenzers 9, das als Folge des Momentananstiegs der Garnspannung beim Aufwickeln auf einen größeren Durchmesser der Wicklung 14 zustandekommt, locken sich das Garn im Garnführer 34 beim folgenden Aufwickeln auf einen kleineren Wicklungsdurchmesser und es bemüht sich eine offene Ausgleichsschlinge zu bilden, die selbstverständlich kleiner ist, als die beim Anspinnprozeß umlaufende offene Schlinge 23. Eventuell locken sich das Garn von dem Garnführer 34 und wird auf der weiteren auf dem Garnführer 34 angeordneten Führungsoberfläche 19 aufgefangen. Aus diesem Grund, jedoch auch aus technischen Gründen, z.B. für das Auswuchten der Masse des Ballonbegrenzers 9, ist es vorteilhaft, mehrere am Umfang der Führungsoberfläche 19 symmetrisch angeordnete Garnführer 34 zu verwenden. Es ist vorteilhaft, im Verlauf des Spinnvorganges gegen die Bewegung des Ballonbegrenzers 9, innerhalb der Grenze der niedrigen Spannungsbelastung des Garns, einen ständigen, durch magnetische oder andere Mittel vollzogenen Widerstand anzuordnen, der die erwähnte Lockerung des Garns sofort ausgleicht, ohne daß es zu dessen Ausrutschen aus dem Garnführer 34 käme. In Fig. 4 ist mit einem starken Strich der Verlauf des Aufwickelns des Garns P in einen kleineren und mit einem dünnen Strich in einen größeren Durchmesser der Wicklung 14 dargestellt, wobei das Garn in einer Führungsrille 40 des auf der Stirnfläche 30 des Unterteils 24 des Ballonbegrenzers 9 angeordneten Garnführers 34 aufgefangen ist.

[0038] Aus dem Angeführten ist es offensichtlich, daß die Anordnung wenigstens eines Garnführers 34 auf dem Ballonbegrenzer 9 den Antrieb des Ballonbegrenzers 9 und eine effektive Regulation der Garnspannung im Verlauf des Aufwickelns auf die Hülse 13 optimal gelöst hat.

[0039] Ähnlich, wie das Anspinnen des Garns am Anfang des Spinnvorgangs beschrieben worden ist, wird auch bei Garnbruch vorgegangen, bei Notwendigkeit eines wiederholten Anspinnens der betreffenden Spinnstelle und bei einer Unterbrechung des Spinnvorgangs, zum Beispiel beim Wechseln voller Spulen. In diesem letzten Fall ist das Anspinngarn bereits in der Verzugsvorrichtung 6 vorhanden. Wenn individuelle Elektromotoren für den Antrieb der Ballonbegrenzer 9 installiert sind, können diese in den Prozeß selbständig eingeschaltet und nach dem Anspinnvorgang wieder ausgeschaltet werden.

[0040] Einen vorteilhaften, jedoch nicht unvermeidlichen Teil der Spinnstelle, stellt der zweite Ring 28 mit der Führungskante 29 dar, die die Führung des Garns P beim Aufwickeln auf die Hülse 13 besorgt und zusammen mit der gegenüberliegenden Stirnfläche 30 des Unterteils 24 des Ballonbegrenzers 9 den Spalt 31 abgrenzt, der die umlaufende offene Schlinge 23 auf die Begrenzungswand 26 (Fig. 2, 3) gleichrichtet. Zugleich bildet die Führungskante 29 und die Stirnfläche 30 den ersten Zentrifugalventilator, der einen intensiven mit Pfeil 43 dargestellten Luftstrom erzeugt, der von der Hülse 13 durch den Spalt 31 radial gegen die Begrenzungswand 26 gerichtet ist, die ihn in den Abführkanal 33 gleichrichtet. Dieser erste Luftstrom kühlt einerseits wirksam den Unterteil 24 des Ballonbegrenzers 9, die Begrenzungswand 26 und das Garn, das mit diesen Bestandteilen in Reibungskontakt steht, anderseits führt er im Verlauf des Spinnens die sich vom Garn gelösten Unreinigkeiten in den Abführkanal 33. Ein wichtiger Vorteil besteht auch in der Wirkung der Zentrifugalkraft und der pneumatischen Kraft auf die Bildung der umlaufenden offenen Schlinge 23, die eine Garantie für ein verläßliches Anspinnen gewährt.

[0041] Für die Erhöhung der Kühl- und Reinigungswirkung wird mit Vorteil der zweite Zentrifugalventilator genutzt, der von der zylinderförmigen Wand 27 und dem gegenüberliegenden Teil 44 des Mantels des Ballonbegrenzers 9 gebildet wird. In Betrieb erzeugt der zweite Zentrifugalventilator einen zweiten mit Pfeil 45 bezeichneten Luftstrom, der in den Abführkanal 33 gerichtet ist.

[0042] Es ist zweckmäßig, das Mittel zum Anlaufen des Ballonbegrenzers 9 als Bestandteil einer einfachen automatischen Umlaufeinheit auszubilden. Solche automatische Einheiten könnten zum Beispiel in bestimmten Abschnitten der Spinnmaschine mit bestimmter Anzahl von Spinnstellen installiert werden. In diesem Fall haben die Ballonbegrenzer keinen eigenen Antrieb. Der individuelle Antrieb der Ballonbegrenzer kann auch durch eine zentrale Antriebstransmission ersetzt werden, die nach einem gemeinsam durchgeführten Anspinnprozeß außer Betrieb gesetzt wird, zum Beispiel durch Verstellen der Spaunrolle des Treibriemens mit danach folgendem Abschalten des zentralen Antriebsmotors vom Energieanschluß.

[0043] Im Fall eines zentralen Antriebs des Ballonbegrenzers ist es zweckmäßig, die Bedienung der Maschine mit einer Andreheinheit für den Ballonbegrenzer auszurüsten, für das Anspinnen des Garns mit dem bereits beschriebenen Vorgang auf jeder notwendigen Spinustelle, d.h. für das Andrehen des Ballonbegrenzers beim Anspinnprozeß. Es ist offensichtlich, daß während der zum Beispiel mit einer Behebung des Garnbruchs verbundenen Handlung die Spindel in Ruhestellung ist und daß sie unmittelbar vor dem Erreichen der notwendigen Umdrehungen des Ballonbegrenzers in Drehung versetzt wird. Die Spindel kann mechanisch gebremst oder mechanisch vorübergehend vom Antrieb abgeschaltet werden.

[0044] Einen wichtigen Faktor stellt auch das Anhalten der Spinnmaschine nach Aufwickeln der Hülsen dar so, daß es möglich sein wird, einen Austausch der vollen für leere Hülsen durchzuführen, wobei das Garn der vollen Hülsen das Anspinngarn für leere Hülsen bildet. Es ist notwendig, das Garn bis zum Augenblick des Stillsetzens der Spindeln im Kontakt mit dem Garnführer 34 des Ballonbegrenzers 9 zu halten. Um ein Reißen des Garns zu vermeiden, ist es notwendig, zusammen mit dem Abschalten der Spindel 8 vom Antrieb 10 und der Einleitung deren gesteuerten Bremsung, auch ein entsprechend gesteuertes Bremsen des Ballonbegrenzers 9 zu veranlassen.

[0045] Die dargestellte Drill- und Aufwickelvorrichtung 4 ist auch für den Zwirnprozeß geeignet. In diesem Fall wird das Zuführorgan 2 als Zuführrollen ausgebildet, welchen ein Spulengatter mit Lieferspulen vorgeschaltet ist.

Verzeichnis der Bezugszeichen

[0046] 

1

Rahmen

2

Zuführorgan

3

Fasergut

4

Aufwickelvorrichtung

5

Drallbremse

6

Verzugsvorrichtung

7

Austrittsrollen

8

Spindel

9

Ballonbegrenzer

10

Antrieb

11

Spindelbank

12

Doppelpfeil

13

Hülse

14

Wicklung

15

Eintrittsstutzen

16

Antrieb

17

Pfeil

18

Pfeil

19

Führungsoberfläche

20

Eintrittsrand

21

Austrittsrand

22

Anlaufstelle

23

Schlinge

24

Unterteil (des Ballonbegrenzers 9)

25

erster Ring

26

Begrenzungswand

27

zylinderförmige Wand

28

zweiter Ring

29

Führungskante

30

Stirnfläche

31

Spalt

32

Außenwand

33

Abführkanal

34

Garnführer

35

Führungswand

36

freies Ende

37

Übergang

38

Boden

39

Außenkante

40

Führungsrille

41

Innenkante

42

Biegung

43

Pfeil

44

Teil des Mantels

45

Pfeil

Ansprüche

1. Spindel-Spinnvorrichtung oder Zwirnvorrichtung, enthaltend

- eine mit Antrieb versehene Hülsenspindel,

- einen die Spindel umschließenden Ballonbegrenzer, dessen innere Führungsoberfläche für den Kontakt mit dem Garn hat und einen Antrieb für den gleichen Drehsinn wie die Spindel aufweist und

- eine Begrenzungswand, welche im radialen Abstand bewegungslos den Unterteil des Ballonbegrenzers für radiale Begrenzung der umlaufenden offenen Schlinge umgibt, in welcher das Garn beim aktiven Antrieb des Ballonbegrenzers von seiner Führungsoberfläche direkt auf die Hülse übergeht,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ballonbegrenzer (9), dem ein mit einer programmierten Abschaltung versehener Antrieb (10) zugeordnet ist, auf seiner Führungsoberfläche (19) im Bereich des Unterteils (24) des Ballonbegrenzers (9) wenigstens mit einem Garnführer (34) versehen ist, welcher gegen den Drehsinn des Ballonbegrenzers (9) gerichtet ist, und für das Auffangen des Garns nach Abschalten des Antriebs (10) des Ballonbegrenzers (9) und für seine Mitnahme durch das auf die Hülse (13) gewickelte Garn offensteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Garnführer (34) auf der Führungsoberfläche (19) im Inneren des Ballonbegrenzers (9) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Garnführer (34) auf der Führungsoberfläche (19) und auf dem Übergang zwischen dem Inneren des Ballonbegrenzers (9) und der Stirnfläche (30) des Unter teils (24) des erwähnten Ballonbegrenzers (9) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gamführer (34) auf der Stirnfläche (30) des Unterteils (24) des Ballonbegrenzers (9) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Garnführer (34) von einer geformten Führungswand (35) gebildet wird, welche im Sinne der Umdrehungen des Ballonbegrenzers (9) von seiner Führungsoberfläche (19) in sein freies Ende (36) übergeht, und von dem Boden (38) einer unter der Führungswand (35) aus geführten Aussparung, wobei der Übergang (37) dieses Bodens (38) in die Führungsoberfläche (19) auf der Stirnfläche (30) des Unterteils (24) des Ballonbegrenzers (9) und das freie Ende (36) der Führungswand (35) den Eintritt in den Garnführer (34) abgrenzen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenkante (39) der Führungswand (29) eine Führungsrille (40) für das Garn (P) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge der Außenkante (39) der Führungswand (29) in die Führungsrille (40) und der Übergang der Außenkante (39) in die Innenkante (41) der Führungswand (35) abgerundet sind.

Zeichnung