[0001] Die Erfindung betrifft eine an einer Spindelbank einer Spinnmaschine anordenbare, ein Abschirmelement aufweisende Spindel zur Aufnahme eines Fadens in Form einer Fadenspule, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Unter dem Begriff des Spinnens im Sinne der Erfindung ist auch das Zwirnen zu verstehen, wobei anstelle der Fadenaufnahme auch eine Fadenabgabe von einer Fadenspule erfolgen und der Faden sowohl von einem Garn als auch von einem Zwirn gebildet werden kann.
[0003] Abschirmelemente, wie beispielsweise aus der DE-OS-3 613 163 bekannt, werden vor allem bei schnell laufenden Spindeln eingesetzt, um sowohl die teilweise erhebliche Geräuschbelastung der Umgebung als auch den Energieverbrauch aufgrund der Luftwirbel, die sich rings um jede Fadenspule insbesondere durch abstehende Härchen des Fadens ergeben, herabzusetzen.
Durch die Vereinigung der jeweiligen Luftwirbel, die sich von Spindel zu Spindel weitertransportieren, bildet sich auf beiden Seiten der Spinnmaschine in Längsrichtung eine Luftströmung, die ausserdem zur Folge haben kann, dass freie Faserenden auf dem erzeugten Faden abgespreizt werden und infolgedessen ein unerwünscht haariger Faden entsteht, wodurch der Luftwiderstand der jeweiligen Fadenspulen weiter vergrössert wird. Ein grosser Teil der Antriebsenergie der Spindeln wird auf diese Weise zweckentfremdet gebunden.
Vor allem bei grösseren Fadenspulendurchmessern wirken sich diese negativen Effekte sowohl aufgrund der höheren Umfangsgeschwindigkeit als auch wegen der auf den Faden wirkenden ansteigenden Zentrifugalkraft nachteilig auf die gesamte Energiebilanz des Verfahrens, die Belastung des Personals und die Fadenqualität aus.
[0004] Bei dem in der DE-OS-3 613 163 beschriebenen Abschirmelement für eine als Kops ausgebildete Fadenspule auf einer Spindel einer Textilmaschine, die mit einem auf einem Laufring laufenden Ringläufer arbeitet, wird der Teil des Kopses umgeben, auf dem eine grössere Anzahl von Garnlagen übereinandergewickelt ist und welcher insbesondere einen vorgegebenen Durchmesser erreicht hat, während der obere Teil des Kopses, auf dem eine zunehmend geringere Garnmenge in Form eines konischen Wickels aufgewickelt ist, frei von dem Abschirmelement gehalten wird,
sodass eine gewisse Zugänglichkeit beim Anspinnen, Doffen oder bei Fadenbruch gegeben ist. Der untere Teil des Kopses, auf dem der dickere Teil des bereits ausgebildeten Garnwickels gebildet ist, wird hingegen ständig von dem Abschirmelement umgeben. Die Abschirmung ist in Form eines Faltenbalgs oder eines Teleskoprohres unterhalb des Laufrings und oberhalb des Antriebsriemens der Spindel ausgebildet und gemeinsam mit dem Laufring auf- und abbewegbar. Kommt als Abschirmung ein nicht verkürzbares Zylinderrohr mit fest vorgegebener Höhe zum Einsatz, so muss an seiner Unterkante mindestens ein Schlitz vorgesehen sein, welcher ein Hindurchtreten des Antriebsriemens, der den an der Spindel oberhalb der Spindellagerung angeordneten und bei abgesenkter Abschirmung von nämlicher Abschirmung umgebenen Wirtel antreibt, ermöglicht.
Da sowohl der Faltenbalg und das Teleskoprohr als auch das geschlitzte Zylinderrohr keine glatte, gleichmässige und geschlossene Innenfläche aufweisen und kein konstanter Abstand zwischen der Kopsaussenfläche und Abdeckungsinnenfläche herrscht, kann kein strömungstechnisch und somit energetisch optimaler Zustand erreicht werden.
[0005] Die DE 3 400 327 beschreibt eine für eine Glockenspinnvorrichtung vorgesehene Abschirmung, die den Elektromotor und die als dessen Läuferwelle ausgebildete Spindel gemeinsam umgibt, wobei die lichte Weite der Abschirmung derart gross gewählt ist, dass eine Auf- und Abbewegung des Spindel-Elektromotors innerhalb derselben möglich ist.
Aufgrund des somit erforderlichen grossen Durchmessers der Abschirmung ist der Abstand zwischen der Fadenspule und der Abschirmung derart gross, dass sich der Wirkungsgrad am Spindelantrieb durch die Abschirmung nur sehr eingeschränkt verbessern lässt. Die Abschirmung selbst, die entweder mit einer Glockenabschirmung oder mit der Spindelbank gekoppelt ist, kann notwendigerweise für Arbeiten an der Fadenspule, wie Beheben von Fadenbruch, oder zum Ersetzen von vollen Ablagehülsen durch leere Ablagehülsen, geöffnet werden, wobei die Abschirmung insbesondere aufklappbar ausgebildet ist. Eine freie Zugänglichkeit der Fadenspule und der Spindel bzw. der gesamten Spinnstelle ist somit nur bedingt gegeben.
[0006] Die EP 485 880 zeigt eine Ummantelung einer Spinnvorrichtung, insbesondere einer Glockenspinnvorrichtung, die aus ineinanderschiebbaren, einzelnen Hülsenelementen besteht.
Die Ummantelung ist an der Glockenhalterung gehalten und umgibt diese in ineinandergeschobenem Zustand, sodass die Spindel und somit die Fadenspule frei zugänglich werden. Im auseinandergeschobenem Zustand wird die Fadenspule vollständig von der Ummantelung umschlossen, wobei aufgrund der mindestens zwei Teleskopelemente der Ummantelung kein konstanter Abstand zwischen der Aussenfläche des Fadenspule und der Ummantelungsinnenfläche besteht, so dass kein strömungstechnisch optimaler Zustand erreicht werden kann.
Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Vorrichtung besteht in der durch die Teleskopierbarkeit notwendigen Komplexität des Aufbaus und der insbesondere aufgrund von Verschmutzung durch Textilfasern problematischen Störanfälligkeit.
[0007] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Abschirmung einer Spindel für eine Spinnmaschine zur Aufnahme eines Fadens derart zu verbessern, dass eine einfache Zugänglichkeit der Spinnstelle - insbesondere zum Anspinnen, Doffen oder bei Fadenbruch - möglich ist und durch Strömungswiderstände bedingte Energieverluste an der Spindel möglichst klein gehalten werden.
[0008] Diese Aufgabe wird durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Merkmale, die die Erfindung in vorteilhafter Weise weiterbilden, sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
[0009] Die Erfindung kann grundsätzlich auf jeder Spinn- oder Zwirnmaschine angewendet werden, bei der mindestens ein Teil der Fasern im Querschnitt des Verfahrensprodukts eine echte Drehung besitzt und die Maschine daher einen drehenden Schaft mit einem Bereich, der zur Aufnahme eines Fadens vorgesehen ist und auf dem über Kopf aufgewunden oder von der über Kopf abgezogen wird, aufweist. Im Folgenden werden jedoch nur Spinnmaschinen und Spinnvorgänge genannt, bei denen das Aufwinden auf einen Schaft, insbesondere eine dort angeordnete Ablagehülse, erfolgt.
Dem Fachmann ist bekannt, dass solche Vorgänge vom Grundsatz her beispielsweise auch mit Zwirnen, Umwindezwirnen, Scheinzwirnen, Coregarn oder -zwirn, Effektgarn oder -zwirn und anderen Verfahrensvarianten und verfahrensabhängig sowohl in der beschriebenen wie auch in der entgegengesetzten Materialflussrichtung durchführbar sind, weshalb unter dem Aufnehmen des Fadens im Rahmen der Erfindung auch eine Abgabe des Fadens zu verstehen ist.
[0010] Die erfindungsgemässe Spindel wird im Folgenden allgemein in einem an eine Spindelbank einer Spinnmaschine montierten Zustand beschrieben.
[0011] Die Spindel als Gesamteinheit umfasst einen antreibbaren Schaft, auf dem ein zur Aufnahme eines Fadens bestimmter Aufnahmebereich vorgesehen ist.
Das Aufwinden des Fadens auf dem Aufnahmebereich erfolgt bevorzugt in bekannter Weise durch Formen einer Fadenspule, die beispielsweise als ein Kops ausgebildet ist, entweder auf ein Aufnahmeelement auf dem Schaft, insbesondere auf eine aufgesteckte Ablagehülse, oder direkt auf den Schaft, der im letzteren Fall herausnehmbar ausgestaltet ist. Ferner ist es möglich, dass mehrere Fäden zu einer Fadenspule oder zu zwei axial versetzten Fadenspulen aufgewunden werden. Der Schaft kann aus einer einzigen Welle oder aus mehreren, insbesondere ineinandergesteckten oder verschraubten, zum Doffen der Fadenspule trennbaren Wellen bestehen. Der Schaft ist rotierbar - insbesondere schwimmend - in einer Lagerhülse gelagert, die mittel- oder unmittelbar drehfest mit der Spindelbank der Spinnmaschine verbunden ist.
Als Spindelbank sei allgemein ein gegenüber dem Grundkörper der Spinnmaschine in Abhängigkeit vom angewendeten Spinnverfahren fest stehendes oder auf- und abbewegbares Bauteil der Spinnmaschine zu verstehen, auf welchem die Spindel angeordnet ist. Auf derjenigen, dem Aufnahmebereich in Bezug zur Lagerhülse gegenüberliegenden Hälfte des Schafts ist ein Antriebselement angeordnet, mittels welchem der Schaft angetrieben werden kann. Somit befindet sich die Lagerung zwischen dem Antriebselement und dem zur Aufnahme des Fadens vorgesehenen Bereich. Dieses Antriebselement ist beispielsweise als ein von einem Antriebsriemen der Spinnmaschine antreibbarer Wirtel oder als ein Rotor eines Elektromotors ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die Spindel zum Antreiben des Schafts einen einzelelektromotorischen Antrieb, dessen Rotor, der in diesem Fall das Antriebselement bildet, mit dem Schaft drehfest verbunden ist und dessen Stator wiederum mittel- oder unmittelbar drehfest mit der Lagerhülse verbunden ist, wobei es möglich ist, dass die Lagerhülse und der Stator eine gemeinsame Baugruppe bilden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Lagerung des gesamten Schafts ausschliesslich über die Lagerhülse mittels zweier Lagerreihen, wobei das insbesondere als Rotor ausgebildete Antriebselement ausserhalb der Lageranordnung nahe an der antriebsseitigen Lagerreihe angeordnet ist, so dass das Antriebselement fliegend gelagert ist.
Hierdurch wird ein kurzer Hebelarm zwischen Rotor und Lageranordnung erreicht, der sich positiv auf die Fluchtgenauigkeit des Rotors in Bezug auf den Stator auswirkt, wodurch sich ein hoher Wirkungsgrad bei steigender Lebensdauer des Antriebs erzielen lässt. Kommen zur Lagerung Wälzlager zum Einsatz, bildet die Lagerhülse beispielsweise den gemeinsamen Lageraussenring, wobei auf dem Schaft Rillen zur Wälzkörperaufnahme ausgebildet und entsprechende Elemente zur Montierbarkeit des Lagers vorgesehen sind. Alternativ ist es selbstverständlich unter anderem möglich, zwei konventionelle Wälzlager, deren Aussenringe mit der Lagerhülse und deren Innenringe mit dem Schaft verbunden sind, zu verwenden.
Aus Gründen der Stabilität sind die Lagerreihen bevorzugt gross beabstandet, wobei der axiale Abstand der beiden Lagerreihen wesentlich - insbesondere um mindestens den Faktor drei - grösser ist als der Durchmesser des in den Lagerreihen gelagerten Schafts. In einer möglichen Ausführungsform weist der einzelelektromotorische Antrieb einen derart geringen Durchmesser auf, dass er innerhalb des weiter unten beschriebenen Abschirmelements oder sogar innerhalb der Lagerhülse untergebracht werden kann. Bevorzugt ist die Spindel an der Spindelbank mittels eines nahe dem antriebsseitigen Ende der Lagerhülse ausgeformten, beispielsweise die Lagerhülse umlaufenden Flanschs, oder über den Stator des Antriebs befestigt, so dass die Befestigung der Spindel an der Spindelbank unterhalb der Lagerung oder gegebenenfalls unterhalb des Antriebs erfolgt.
Somit ist ein langgestreckter, insbesondere von der Lagerhülse gebildeter Bereich zwischen der Spindelbankbefestigung und dem Aufnahmebereichs des Schafts vorhanden. In einer Weiterbildung der Erfindung werden die Lagerhülse und gegebenenfalls auch der Antrieb von einer mit der Spindelbank verbundenen Lageraufnahmehülse radial beabstandet umgeben, die über radial und axial wirkende, distanzhaltende Dämpfungsglieder mit der Lagerhülse entkoppelt verbunden ist.
Durch die Entkopplung der rotierenden Elemente, der Lagerung und - bei einzelelektromotorischem Antrieb - des Stators von der Spindelbank verbessert sich das Schwingungsverhalten der Spindel, wodurch die Lagerung geschont wird, so dass die Lagerlebensdauer steigt und sich noch höhere Spindeldrehzahlen erzielen lassen.
[0012] Die Spindel weist ausserdem ein Abschirmelement auf, das in einer Abschirmstellung den Schaft im Wesentlichen in dem Aufnahmebereich, der zur Aufnahme des Fadens vorgesehenen ist, umgibt. Der aufgenommene Faden bildet eine Fadenspule, die beispielsweise als ein Kops ausgebildet ist. Das Abschirmelement hat eine im Wesentlichen zylindrische Form und ist insbesondere einstückig mit einer glatten geschlossenen Innenzylinderfläche beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet.
Versuche haben gezeigt, dass die durch Luftwiderstand hervorgerufenen Verluste an der Fadenspule dann am geringsten sind, wenn der Innendurchmesser des Abschirmelements - abhängig von der Art des aufzunehmenden Fadens - wenigstens 4 mm und höchstens 60 mm grösser bemessen ist als der vorgegebene Aussendurchmesser einer Fadenspule aus dem aufgenommenen Faden. Beste Ergebnisse werden je nach Faden im Bereich von zirka 10 mm bis 20 mm und einer geschlossenen glatten Mantelfläche des Innenbereichs des Abschirmelements erzielt. Es ist möglich, die Innenkontur des Abschirmelements zumindest in einem Teilabschnitt der vorgegebenen Aussenkontur einer fertig aufgewickelten Fadenspule anzupassen.
Die Länge des Abschirmelements ist in einer möglichen Ausführungsform derart bemessen, dass die Abschirmung des gesamten Maximaldurchmesserbereichs der Fadenspule ermöglicht wird.
[0013] Erfindungsgemäss erstrecken sich der Schaft, die Lagerhülse und gegebenenfalls der Antrieb und die allfällige Lageraufnahmehülse - insbesondere oberhalb der Befestigung an der Spindelbank - derart längs und sind derart ausgebildet, dass das Abschirmelement axial entlang dem Schaft über wenigstens einen Teilabschnitt der Lagerhülse, die allfällige Lageraufnahmehülse und gegebenenfalls den Antrieb und das Antriebselement verschiebbar ist. Hierzu ist die Länge des Abschirmelements bevorzugt derart bemessen, dass die axiale Verschiebbarkeit zumindest über die Länge des Maximaldurchmesserbereichs entlang der Fadenspulenachse möglich ist.
Durch das Verschieben des Abschirmelements zumindest über den Schaft und die Lagerhülse in Richtung zum Antrieb ist es insbesondere möglich, das Abschirmelement in eine Zugangsstellung zu bringen, in welcher die Fadenspule im Wesentlichen auf der Länge des gesamten Füllungshubs der Spindel freigegeben wird, wodurch eine ungehinderte Manipulation an der Spinnstelle, insbesondere zum Anspinnen, Doffen oder bei Fadenbruch ermöglicht wird.
[0014] Um ein derartiges axiales Verschieben des Abschirmelements zu ermöglichen, weisen der Schaft und die den Schaft zumindest in einem Teilabschnitt umgebende, den Schaft lagernde Lagerhülse eine - insbesondere oberhalb der Befestigung an der Spindelbank - langgestreckte Form auf, die ein Verschieben des Abschirmelements in Richtung zum Antrieb über den Schaft und die Lagerhülse ermöglicht,
wobei der Aussendurchmesser der Lagerhülse im Überlappungsbereich kleiner bemessen ist als der Innendurchmesser des Abschirmelements. Ist auch der Antrieb innerhalb der Lagerhülse angeordnet und/oder ist der Aussendurchmesser des Antriebs kleiner als der Innendurchmesser des Abschirmelements, so ist das Abschirmelement in einer möglichen Ausführungsform ebenfalls über den Antrieb verschiebbar.
[0015] Die die axiale Verschiebbarkeit des Abschirmelements ermöglichende Lagerung erfolgt beispielsweise, indem das Abschirmelement gleitend axial verschiebbar auf der Aussenfläche der Lagerhülse oder der Lageraufnahmehülse, gegebenenfalls unter Verwendung einer Gleithülse, gelagert ist.
Hierbei können Mittel zum Halten des Abschirmelements in einer Abschirmstellung, in welcher die Fadenspule abgeschirmt wird, und einer Zugangsstellung, in welcher das Abschirmelement über die Lagerhülse verschoben ist, vorgesehen sein. Abhängig davon, ob Manipulationen an einer oder mehreren Spinnstellen verfahrensbedingt vorgesehen sind, sind Mittel zum axialen Verschieben des Abschirmelements oder zum synchronen axialen Verschieben einer Vielzahl an Abschirmelementen mehrerer Spindeln während des Spinnvorgangs oder zum Verschieben des Abschirmelements von der Abschirmstellung in die Zugangsstellung und umgekehrt vorgesehen. Die Abschirmelemente können auch in Gruppen und unabhängig von der Gruppe einzeln bewegbar sein.
Hierfür sind beispielsweise Mittel zum einzelnen Entkuppeln mindestens einen Abschirmelements - beispielsweise in Form einer Bajonett-, Schraub- oder Magnetverbindung - von den Mitteln zum gemeinsamen synchronen axialen Verschieben vorgesehen, so dass das zu entkuppelnde Abschirmelement - insbesondere manuell - von dem synchronen axialen Verschieben der restlichen Abschirmelemente zumindest temporär ausschliessbar ist.
[0016] Das Abschirmelement ist in einer möglichen Weiterbildung der Erfindung nicht nur axial verschiebbar, sondern auch rotierbar um die Rotationsachse des Schafts. In diesem Fall wird das Abschirmelement mit einer geringeren Drehzahl als der Schaft, beispielsweise mit halber Drehzahl, angetrieben.
Alternativ verfügt das Abschirmelement über keinen eigenen Antrieb und ist derart leichtgängig gelagert, dass es durch den rings um die Spindel strömenden Luftstrom angetrieben wird. Durch diese Massnahmen ist es möglich, Energieverluste an der Spindel weiter zu reduzieren. Die Lagerung erfolgt beispielsweise über ein Luft- oder Magnetlager, aber auch andere Lagerarten können eingesetzt werden.
[0017] Die erfindungsgemässe Spindel eignet sich für unterschiedlichste Spinn- und Zwirnverfahren, wie beispielsweise das Flügel-, das Trichter-, das Glocken-, das Schlingen-, das Umwinde- und das Ringspinnen und/oder -zwirnen, sowohl mit und ohne Ballonbegrenzung oder ballonlos,
wobei sich bei der erfindungsgemässen Spindel im Wesentlichen lediglich Unterschiede bei der Betätigung und Dimensionierung des Abschirmelements und den zugeordneten Mitteln zum axialen Verschieben des Abschirmelements ergeben.
[0018] Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten konkreten Ausführungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben, wobei auch auf weitere Vorteile der Erfindung eingegangen wird. Im Einzelnen zeigen:
<tb>Fig. 1a<sep>eine erste Ausführungsform der Spindel für eine Trichterspinnvorrichtung mit einem gleitend auf einer Gleithülse der Lagerhülse gelagerten Abschirmelement in Abschirmstellung und einem einzelelektromotorischen Antrieb;
<tb>Fig. 1b<sep>die erste Ausführungsform mit dem Abschirmelement in Zugangsstellung;
<tb>Fig. 2<sep>eine zweite Ausführungsform der Spindel mit einem Riemenantrieb;
<tb>Fig. 3<sep>eine dritte Ausführungsform der Spindel für eine Trichterspinnvorrichtung mit einer Lageraufnahmehülse und einem Abschirmelement in Abschirmstellung;
<tb>Fig. 4<sep>eine vierte Ausführungsform der Spindel für eine Ringspinnvorrichtung mit einem gleitend auf einer Lageraufnahmehülse der Lagerhülse gelagerten Abschirmelement in Abschirmstellung; und
<tb>Fig. 5<sep>eine fünfte Ausführungsform der Spindel mit einem innerhalb der Lagerhülse angeordneten einzelelektromotorischen Antrieb.
[0019] In Fig. 1a und 1b wird eine erste mögliche Ausführungsform der Spindel 1a dargestellt, wobei Fig. 1a ein Abschirmelement 10 in Abschirmstellung A und Fig. 1b das Abschirmelement 10 in Zugangsstellung Z zeigt. Im Folgenden werden beide Figuren gemeinsam beschrieben. Die Spindel 1a umfasst einen langen Schaft 4, auf welchem ein Aufnahmebereich 9 zur Aufnahme eines Fadens in Form einer hier als Kops ausgebildeten Fadenspule 8, die auf einer auf den Schaft 4 gesteckten Aufnahmehülse 24 erzeugt wird, vorgesehen ist.
Die Fadenspule 8 hat im fertigen Zustand, wie in Fig. 1a und 1b dargestellt, einen Maximaldurchmesserbereich 11, in welchem die grösste Anzahl an Fadenlagen aufeinanderliegen, mit einem Aussendurchmesser D11 und einer Länge L11. Der Schaft 4 ist mittels zweier beabstandeter Wälzlager 18 in einer Lagerhülse 3 gelagert. Durch den im Verhältnis zum Durchmesser D4 des in der Lagerhülse 3 befindlichen Abschnitts des Schafts 4 grossen - über das Dreifache, insbesondere über das Fünffache, hier über das Zehnfache betragenden - axialen Abstand L18 der Lagerreihen der beiden Wälzlager 18 und dem günstigen Hebelarm ist es möglich, den Schaft 4 im Wesentlichen schwingungsfrei mit hohen Drehzahlen anzutreiben.
Zum einzelnen Antreiben des Schafts 4 besitzt die Spindel 1a einen einzelelektromotorischen Antrieb 5 in Form eines Elektromotors, dessen Rotor 6 sich direkt auf dem Schaft 4 befindet und dessen Stator 7 in einem mehrteiligen Antriebsgehäuse 25, das mit der Lagerhülse 3 verbunden ist, angeordnet ist. Somit ist der Rotor 6 fliegend gelagert. Selbstverständlich ist es möglich, anstelle des einstückigen Schafts 4, der hier eine Antriebs-, Lagerungs- und Fadenaufnahmefunktion hat, mehrere miteinander verbundener Wellen zu verwenden, so dass beispielsweise der Antrieb 5 vom Schaft 4 insbesondere zu Wartungs- oder Reparaturzwecken entkoppelt werden kann.
Auf dem Antriebsgehäuse 25 ist unterhalb der Lagerhülse 3 ein Flansch 19 zur mittels Schrauben 20 erfolgenden Montage der Spindel 1a auf einer Spindelbank 2 einer Spinnmaschine ausgeformt, so dass sich die Lagerhülse 3 oberhalb der Spindelbank 2 längs hinauserstreckt. Zwischen dem Flansch 19 und der Spindelbank 2 befindet sich ein Dämpfungselement 28 zur Dämpfung der gesamten Spindel. Im gezeigten Beispiel sind die Lagerhülse 3, das Antriebsgehäuse 25 und der ausgeformte Flansch 19 fest unmittelbar miteinander verbunden. Diese Gesamteinheit gliedert sich somit in drei Funktionsabschnitte, denn sie dient als Lagergehäuse des Schafts 4, als Statorgehäuse des Antriebs 5 und als Befestigung der gesamten Spindel 1a an der Spindelbank 2.
Es ist somit alternativ möglich, anstelle einer mehrteiligen Ausbildung dieser Einheit ein einstückiges Teil, das alle drei Funktionsabschnitte enthält, zu verwenden. Ausserdem können die Spindelbank 2 und die Lagerhülse 3 einstückig ausgebildet sein. Daher sei darauf hingewiesen, dass unter einer Lagerhülse eine den Schaft 4 zumindest teilweise umgebende und diesen insbesondere mittels Wälz-, Gleit-, Luft- oder Magnetlagerung lagernde Schaftumhüllung zu verstehen sei, die, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel, von einem einzelnen Teil oder alternativ von einem reinen Funktionsabschnitt eines Elements, das beispielsweise auch als Antriebs- oder Befestigungselement dient, gebildet werden kann.
Anstelle einer unmittelbaren drehfesten Verbindung des Stators 7 mit der Lagerhülse 3 ist es beispielsweise alternativ realisierbar, die Verbindung zwischen Stator 7 und Lagerhülse 3 über die Spindelbank 2 herzustellen. Im unmontierten Zustand der Spindel 1a auf der Spindelbank 2 sind in diesem Fall Stator 7 und Lagerhülse 3 nicht verbunden.
Zur Abschirmung desjenigen Teils des Schafts 4, der sich ausserhalb der Lagerhülse 3 und dem Antriebsgehäuse 25 befindet, insbesondere des Aufnahmebereichs 9 zur Aufnahme des Fadens, vor allem zur Abschirmung der Fadenspule 8, weist die Spindel ein Abschirmelement 10 in Form einer zylindrischen einstückigen und ringsum geschlossenen Hülse auf, dessen Innendurchmesser d10 grösser als der Aussendurchmesser D11 des Maximaldurchmesserbereichs 11 der Fadenspule 8 ist, so dass das Abschirmelement 10 zur Abschirmung der Fadenspule 8 von der Aussenwelt über die Fadenspule 8 geschoben werden kann. Die axiale Verschiebbarkeit wird durch den Pfeil 27 symbolisiert.
Bevorzugt ist der Innendurchmesser d10 des Abschirmelements 10 - abhängig von der Art des aufzunehmenden Fadens - mindestens 4 mm, insbesondere etwa 10 bis 20 mm, grösser bemessen als der vorgegebene Aussendurchmesser D11 des Maximaldurchmesserbereichs 11 der Fadenspule 8. Der Aussendurchmesser D3 der Lagerhülse 3 ist ausserdem kleiner als der Innendurchmesser d10 des Abschirmelements 10, so dass das Abschirmelement 10 ebenfalls über die Lagerhülse 3 geschoben werden kann. Die Länge L10 des Abschirmelements 10 sollte mindestens so gross sein wie die Länge L11 des Maximaldurchmesserbereichs 11 der Fadenspule 8, so dass der gesamte Maximaldurchmesserbereich 11 selbst bei fast vollständiger Fadenspulenaufwicklung abschirmbar ist.
Zur optimalen Abschirmung ist die Länge L10 des Abschirmelements 10 jedoch wesentlich grösser als die Länge L11 des Maximaldurchmesserbereichs 11, beispielsweise mindestens so gross wie die Länge L9 des Aufnahmebereichs 9, so dass bevorzugt der gesamte Aufnahmebereich 9 zur Aufnahme des Fadens abgeschirmt werden kann, um einerseits die Umgebung akustisch zu entlasten, andererseits jedoch vor allem um die Erzeugung eines begrenzten Luftströmungsfeldes rings um die Fadenspule 8 innerhalb des Abschirmelementes 10 zu ermöglichen. Im Ausführungsbeispiel ist die Länge L10 derart bemessen, dass nahezu der gesamte Aufnahmebereich 9 abgeschirmt werden kann und das Abschirmelement 10 ausserdem auf einer Gleithülse 21, die die Lagerhülse 3 umgibt, bis zur maximalen Abschirmposition gleitend gelagert ist.
Die Gleithülse 21 dient zum Ausgleich der Durchmesserdifferenz zwischen dem Aussendurchmesser D3 der Lagerhülse 3 und dem Innendurchmesser d10 des Abschirmelements 10, um eine - im gezeigten Ausführungsbeispiel mittelbare - in axialer Richtung erfolgende Gleitlagerung des Abschirmelements 10 auf der Aussenfläche 15 der Lagerhülse 3 zu ermöglichen. Die Gleithülse 21 besteht beispielsweise aus Teflon. Bei entsprechender Dimensionierung und Ausgestaltung des Schafts 4, der Lagerhülse 3 und des Abschirmelements 10 kann auf die Gleithülse 21 vollkommen verzichtet werden.
Die Längen L10 und L3 von dem Abschirmelement 10 bzw. der Lagerhülse 3 verhalten sich im Ausfuhrungsbeispiel derart, dass ein wesentlicher Teil des Abschirmelements 10 über die Lagerhülse 3 geschoben werden kann, so dass, wie in Fig. 1b gezeigt, die Lagerhülse in eine Zugangsstellung Z gebracht werden kann, in welcher der zur Aufnahme des Fadens bestimmte Aufnahmebereich 9 - die Spinnstelle - möglichst frei zugänglich ist, so dass ein Manipulieren an der Spinnstelle, insbesondere zum Anspinnen, bei Fadenbruch oder zum Doffen, möglich ist. Die Länge L3 der Lagerhülse 3 ist im dargestellten Fall auch diejenige Länge, über welche sich der von der Lagerhülse 3 ummantelte Abschnitt des Schafts 4 vertikal über den Befestigungsabschnitt der Spindelbank 2 längs hinauserstreckt.
Zum axialen Verschieben des Abschirmelements 10, insbesondere von der Zugangsstellung Z zur Abschirmstellung A, sind dem Abschirmelement 10 Mittel 16 zugeordnet, die beispielsweise als Pneumatikzylinder ausgebildet sind. Da in einer Spinnmaschine stets eine Vielzahl von Spindeln zum Einsatz kommt, ist es zweckmässig, die jeweiligen Abschirmelemente synchron verstellbar auszugestalten und die Mittel 16 zum Verstellen entsprechend zu synchronisieren.
Um eine Manipulation - beispielsweise bei Fadenbruch - an einzelnen Spindeln zu ermöglichen, wenn eine Gruppe oder alle Spindeln durch Abschirmelemente 10 synchron verschlossen sind, sind Mittel 29 zum einzelnen Entkuppeln mindestens eines Abschirmelements 10 von den Mitteln 16 zum gemeinsamen synchronen axialen Verschieben vorgesehen, so dass ein einzelnes Abschirmelement 10 - insbesondere manuell - unabhängig von den restlichen Abschirmelementen zumindest temporär verschoben werden kann. Daher kann die Verbindung zu den für die synchrone Bewegung vorgesehenen Mitteln 16 auch lösbar, insbesondere manuell lösbar ausgebildet sein. Als derartige Mittel 29 zum einzelnen Entkuppeln sind beispielsweise Magnet-, Bajonett-, Schraub- oder andere Verschlussformen möglich. Das Abschirmelement 10 kann dann manuell in die Zugangsstellung Z gebracht werden.
Die Spindel 4 des ersten Ausführungsbeispiels ist Teil einer aus dem Stand der Technik bekannten Trichterspinnmaschine mit einem Trichter 17, dessen grösster Aussendurchmesser D17 kleiner ist als der Innendurchmesser d10 des Abschirmelements 10, so dass das Abschirmelement 10 auch zur zumindest teilweisen Abschirmung des schnell drehenden Trichters 17, wie in Fig. 1a gezeigt, verwendet werden kann. Da sich der Trichter 17 und das Abschirmelement 10 nicht behindern, bedarf es keines axialen Verschiebens des Abschirmelements 10 während des Spinnvorgangs.
Beim Schlingenspinnen, einem Verfahren, bei welchem sich unterhalb des Trichters 17 eine über den Trichterrad hinausragende Fadenschlinge bildet, wird das Abschirmelement 10 jedoch kontinuierlich derart verstellt, dass ein konstanter Abstand in Achsrichtung zwischen dem Unterrand des Trichters 17 und dem Oberrand des Abschirmelements 10 besteht, damit sich die Schlinge ungehindert ausformen kann. Alternativ ist beispielsweise in dem Abschirmelement 10 eine Ausformung für die Schlinge ausgebildet.
[0020] Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemässen Spindel 1a ¾ mit einem in Abschirmstellung A befindlichen Abschirmelement 10 und einem Riemenantrieb.
Die zweite Ausführungsform der Spindel 1a ¾ gleicht bis auf den Antrieb im Wesentlichen der ersten Ausführungsform der Spindel 1a, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung lediglich auf die Unterschiede im Antrieb eingegangen wird. Zur Beschreibung der restlichen Elemente sei hiermit auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels der Spindel 1a von Fig. 1a und 1b verwiesen. Zum Antreiben des Schafts 4 ist anstelle des einzelelektomotorischen Antriebs 5 der Spindel 1a von Fig. 1a und 1b unterhalb der mittels des Flanschs 19 erfolgenden Befestigung der Spindel 1a ¾ auf der Spindelbank 2 drehfest ein Wirtel 30 als Antriebselement auf dem unteren Ende des Schafts 4 befestigt.
Der Wirtel 30 und somit der Schaft 4 sind von einem Antriebsriemen 31 antreibbar, der wiederum von einem nicht dargestellten Antrieb angetrieben wird.
[0021] Fig. 3 stellt eine dritte, ebenfalls im konkreten Fall an einer Trichterspinnmaschine angeordnete Ausführungsform einer erfindungsgemässen Spindel 1b dar, eine Weiterbildung des ersten Ausführungsbeispiels mit der Spindel 1a. Die Lagerhülse 3 ist in einer, selbige umgebenden, radial beabstandeten, insbesondere zylindrischen Lageraufnahmehülse 12 angeordnet, wobei die Lagerhülse 3 und die Lageraufnahmehülse 12 über radial und axial wirkende, distanzhaltende Dämpfungsglieder 13 miteinander entkoppelt verbunden sind. Auf der Lageraufnahmehülse 12 ist ein Flansch 19 zur Befestigung der Spindel 1b auf der Spindelbank 2 ausgeformt.
Durch diese Anordnung ist es möglich, die gesamte Einheit aus Antrieb 5, Lagerhülse 3, Schaft 4 und Fadenspule 8 von der Spindelbank 2 zu entkoppeln, so dass Schwingungen, die sich durch hohe Drehzahlen des Schafts 4 ergeben und während des Spinnvorgangs entstehen, gedämpft werden, wodurch extrem hohe Spindeldrehzahlen erreicht werden können und die Gefahr des Aufschaukelns der Spindel verringert wird. Die Dämpfungsglieder 13 bestehen beispielsweise aus gummielastischem Material oder Gummimetall-Elementen, z.B. bestehend aus einem Stahlinnenring, einem Elastomer und einem Stahlaussenring, und sind derart ausgebildet, dass die Lagerhülse 3 radial und axial nach unten und/oder oben in Richtung zum und/oder vom Antrieb gedämpft gelagert ist. Die Dämpfungselemente sind vorzugsweise auf Höhe der Lagerreihen oder in deren Nähe angebracht.
Im gezeigten dritten Ausführungsbeispiel ist der Aussendurchmesser D12 der Lageraufnahmehülse 12 kleiner als der Innendurchmesser d10 des Abschirmelements 10, so dass selbiges, wie im ersten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1a und 1b, über die Lageraufnahmehülse 12 und somit über die Lagerhülse 3 und den Schaft 4 axial verschoben werden kann. In Fig. 3 ist die Länge L10 des Abschirmelements 10 jedoch kürzer als beim ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 1a und 1b und entspricht etwa der Länge des Aufnahmebereichs 9. Ausserdem erfolgt die Lagerung des Abschirmelements 10 über die Mittel 16 zum axialen Verschieben.
Alternativ wäre es möglich, das Abschirmelement 10 gleitend axial verschiebbar auf der Aussenfläche 14 der Lageraufnahmehülse 12 zu lagern.
[0022] In Fig. 4 wird eine der Ausführungsform von Fig. 3 ähnliche Spindel 1c dargestellt, die jedoch nicht an einer Trichterspinnmaschine, sondern an einer Ringspinnmaschine montiert ist. Als ein zumindest mittelbar den Faden führendes Element kommt ein in Achsrichtung bewegbarer Ringrahmen 23 mit einem Ring 26 zum Einsatz, auf welchem sich ein Läufer 22, durch den der Faden geführt ist und der die Fadenspule 8 umlaufen kann, befindet. Das Abschirmelement 10 ist fest oder gegebenenfalls lösbar mit dem Ringrahmen 23 gekoppelt.
Die Länge L10 des Abschirmelements 10 ist derart bemessen, dass es im mit dem Ringrahmen 23 gekoppelten Zustand im Wesentlichen auf der gesamten Länge L11 des Maximaldurchmesserbereichs 11 die Fadenspule 8 abschirmt, wie in Fig. 4 gezeigt. Durch die langgestreckte Ausgestaltung der oberhalb der Befestigung an der Spindelbank 2 angeordneten Lageraufnahmehülse 12 kann das Abschirmelement 10 über die Lagerung verschoben werden, was beispielsweise bei Beginn des Spinnvorgangs der Fall ist, wenn sich der Ringrahmen 26 in unterster Position befindet, oder wenn das Abschirmelement 10 optional von dem Ringrahmen 23 getrennt worden ist.
Diese optionale lösbare Verbindung, die ein manuelles Verschieben des Abschirmelements 10 über die Lageraufnahmehülse 12 - insbesondere zur besseren Zugänglichkeit der Fadenspule 8 - ermöglicht, findet beispielsweise mittels eines Bajonett-, Schraub- oder Magnetverbindungselements statt.
[0023] Fig. 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform - eine Variante der ersten Ausführungsform von Fig. 1a und 1b - in Form einer Spindel 1d mit einem innerhalb der Lagerhülse 3 angeordneten Antrieb 5. Die Lagerhülse 3 dient somit ebenfalls als Antriebsgehäuse, in welchem der Stator 7 untergebracht ist.
Da das in Fig. 5 in Zugangsstellung Z gezeigte Abschirmelement 10, das mittels der Gleithülse 21 mittelbar auf der Aussenfläche 15 der Lagerhülse 3 gelagert ist, somit nicht nur über die Lagerhülse 3 axial verschiebbar ist, sondern auch über den Antrieb 5, der sich innerhalb der Lagerhülse 3 befindet, kann die Gesamtlänge der Spindel 1d reduziert werden, wodurch es denkbar ist, die gesamte Spindel 1d einschliesslich des einzelelektromotorischen Antriebs 5 und der Lagerung oberhalb der Spindelbank 2 anzuordnen. Ein Dämpfungselement 28 dient zur Entkopplung zwischen der Spindel 1d und der Spindelbank 2. Durch den geringeren axialen Abstand der Wälzlager 18 ist das Schwingungsverhalten bei dieser fünften Ausführungsform etwas ungünstiger als bei den vorangegangenen Ausführungsformen, jedoch ist die Herstellung des Lagers einfacher.
Für eine Beschreibung der restlichen Elemente der Fig. 5 sei auf die Beschreibung der Fig. 1a und 1b verwiesen.
The invention relates to an attachable to a spindle bank of a spinning machine, a shield having spindle for receiving a yarn in the form of a bobbin, according to the preamble of claim 1.
The term of spinning in the context of the invention is to be understood as the twisting, wherein instead of the thread take-up also a yarn delivery from a bobbin and the yarn can be formed by both a yarn and a twine.
Shielding elements, such as known from DE-OS-3 613 163, are mainly used in high-speed spindles to both the sometimes considerable noise pollution of the environment and the energy consumption due to the air vortex, which surrounds each filament coil in particular caused by protruding hairs of the thread to minimize.
By the union of the respective air vortices, which are transported further from spindle to spindle, an air flow forms on both sides of the spinning machine in the longitudinal direction, which can also result in free fiber ends being spread on the yarn produced and, as a result, an undesirably hairy yarn , whereby the air resistance of the respective thread bobbins is further increased. A large part of the drive energy of the spindles is bound in this way misused.
Especially with larger yarn coil diameters, these negative effects both due to the higher peripheral speed as well as because of the increasing force acting on the thread centrifugal force adversely affect the overall energy balance of the process, the burden on the staff and the thread quality.
In the shielding element described in DE-OS-3 613 163 for a thread bobbin designed as Kops on a spindle of a textile machine, which operates with a running on a race ring traveler, the part of the cop is surrounded, on a larger number yarn layers are wound on top of each other and which in particular has reached a predetermined diameter, while the upper part of the cop, on which an increasingly smaller amount of yarn is wound in the form of a conical roll, is kept free of the shielding element,
so that a certain accessibility when piecing, Doffen or yarn breakage is given. The lower part of the cop, on which the thicker part of the already formed yarn package is formed, however, is constantly surrounded by the shielding. The shield is formed in the form of a bellows or a telescopic tube below the race and above the drive belt of the spindle and moved up and down together with the race. If a non-shortenable cylinder tube with a fixed predetermined height is used as the shield, then at least one slot must be provided at its lower edge, which drives the drive belt which drives the whorl, which is arranged on the spindle above the spindle bearing and which is surrounded by a shield when the shielding is lowered , allows.
Since both the bellows and the telescopic tube and the slotted cylinder tube have no smooth, uniform and closed inner surface and there is no constant distance between the Kopsaussenfläche and cover inner surface, no fluidically and thus energetically optimal state can be achieved.
DE 3 400 327 describes a shielding device provided for a bell, which surrounds the electric motor and designed as its rotor shaft spindle together, wherein the clear width of the shield is chosen so large that an up and down movement of the spindle electric motor within the same is possible.
Due to the thus required large diameter of the shield, the distance between the bobbin and the shield is so large that the efficiency of the spindle drive can be improved only very limited by the shield. The shield itself, which is coupled either with a bell shield or with the spindle bank, can necessarily be opened for work on the bobbin, such as repair thread breakage, or for replacing full storage sleeves with empty storage sleeves, the shield is particularly designed hinged. A free accessibility of the bobbin and the spindle or the entire spinning station is thus given only conditionally.
EP 485 880 shows a jacket of a spinning device, in particular a bell spinning device, which consists of telescoping, individual sleeve elements.
The jacket is held on the bell holder and surrounds them in a telescoped state, so that the spindle and thus the thread bobbin are freely accessible. In the telescoping state, the thread bobbin is completely enclosed by the casing, wherein due to the at least two telescopic elements of the casing no constant distance between the outer surface of the bobbin and the casing inner surface is, so that no fluidically optimal state can be achieved.
A further disadvantage of the device described is the complexity of the structure required by the telescoping and the problematic susceptibility to interference, which is particularly due to contamination by textile fibers.
The invention is therefore an object of the invention to improve the shielding of a spindle for a spinning machine for receiving a thread such that easy accessibility of the spinning station - especially for piecing, doffing or yarn breakage - is possible and due to flow resistance energy losses the spindle are kept as small as possible.
This object is achieved by the realization of the characterizing features of the independent claims.
Features which further develop the invention in an advantageous manner can be found in the dependent claims.
The invention can in principle be applied to any spinning or twisting machine in which at least a portion of the fibers in the cross section of the process product has a true rotation and the machine therefore has a rotating shaft with an area which is provided for receiving a thread and on the head wound or pulled off from the head has. In the following, however, only spinning machines and spinning operations are mentioned, in which the winding on a shaft, in particular a storage sleeve arranged there takes place.
The skilled person is aware that such operations in principle, for example, with twisting, Umwindezwirnen, false twist, core yarn or twine, effect yarn or twine and other process variants and process dependent both in the described as well as in the opposite direction of material flow are feasible, why under the Receiving the thread in the context of the invention, a delivery of the thread is to be understood.
The inventive spindle is described below generally in a mounted on a spindle bank of a spinning machine state.
The spindle as a whole comprises a drivable shaft, on which a receiving area intended for receiving a thread is provided.
The winding of the thread on the receiving area is preferably carried out in a known manner by forming a bobbin, which is formed for example as a cop, either on a receiving element on the shaft, in particular on an attached storage sleeve, or directly on the shaft, which can be removed in the latter case is designed. Furthermore, it is possible for a plurality of threads to be wound into a thread bobbin or two axially offset thread bobbins. The shaft may consist of a single shaft or of several, in particular nested or screwed, separable for Doffen the bobbin waves. The shaft is rotatable - in particular floating - stored in a bearing sleeve, which is medium or directly rotatably connected to the spindle of the spinning machine.
A spindle bank is generally understood to be a component of the spinning machine which is fixed or movable up and down relative to the main body of the spinning machine as a function of the spinning method used, on which the spindle is arranged. On that, the receiving portion with respect to the bearing sleeve opposite half of the shaft, a drive element is arranged, by means of which the shaft can be driven. Thus, the bearing is located between the drive element and the area provided for receiving the thread. This drive element is designed, for example, as a whorl drivable by a drive belt of the spinning machine or as a rotor of an electric motor.
In a preferred embodiment of the invention, the spindle for driving the shaft has a single electric motor drive whose rotor, which forms the drive element in this case, is rotatably connected to the shaft and the stator is in turn connected to the bearing sleeve in a medium or non-rotatable manner it is possible that the bearing sleeve and the stator form a common assembly. In a further preferred embodiment, the storage of the entire shaft takes place exclusively via the bearing sleeve by means of two rows of bearings, wherein the drive element designed in particular as a rotor is arranged outside the bearing arrangement close to the drive-side bearing row, so that the drive element is cantilevered.
As a result, a short lever arm between the rotor and the bearing assembly is achieved, which has a positive effect on the alignment accuracy of the rotor with respect to the stator, which can achieve a high efficiency with increasing life of the drive. Come to storage bearings used, the bearing sleeve forms, for example, the common Lageraussenring, wherein formed on the shaft grooves for Wälzkörperaufnahme and corresponding elements are provided for mounting the bearing. Alternatively, it is of course possible, among other things, to use two conventional rolling bearings whose outer rings are connected to the bearing sleeve and whose inner rings are connected to the shaft.
For reasons of stability, the rows of bearings are preferably widely spaced, wherein the axial distance between the two rows of bearings is substantially greater, in particular by at least a factor of three, than the diameter of the shaft mounted in the rows of bearings. In one possible embodiment, the single electric motor drive has such a small diameter that it can be accommodated within the shielding element described below or even within the bearing sleeve. Preferably, the spindle on the spindle bank by means of a near the drive end of the bearing sleeve formed, for example, the bearing sleeve circumferential flange, or attached to the stator of the drive, so that the attachment of the spindle to the spindle bank below the storage or optionally below the drive.
Thus, an elongated, in particular formed by the bearing sleeve area between the spindle rail mounting and the receiving portion of the shaft is present. In a further development of the invention, the bearing sleeve and optionally also the drive are radially spaced from a bearing receiving sleeve connected to the spindle bank, which is connected via radially and axially acting, distance-maintaining damping elements decoupled with the bearing sleeve.
The decoupling of the rotating elements, the storage and - in single electric motor drive - the stator of the spindle bank improves the vibration behavior of the spindle, whereby the storage is preserved, so that the bearing life increases and can achieve even higher spindle speeds.
The spindle also has a shielding member which surrounds the shank in a shielding position substantially in the receiving area which is provided for receiving the thread. The recorded thread forms a thread bobbin, which is formed for example as a cop. The shielding element has a substantially cylindrical shape and is in particular formed integrally with a smooth closed inner cylinder surface, for example made of plastic.
Experiments have shown that caused by air resistance losses on the thread bobbin are the least, if the inner diameter of the shielding - depending on the type of male thread - at least 4 mm and at most 60 mm greater than the predetermined outer diameter of a bobbin of the recorded thread. Best results are achieved depending on the thread in the range of about 10 mm to 20 mm and a closed smooth outer surface of the inner region of the shielding. It is possible to adapt the inner contour of the shielding element at least in a section of the predetermined outer contour of a finished wound bobbin.
In one possible embodiment, the length of the shielding element is dimensioned such that the shielding of the entire maximum diameter region of the thread bobbin is made possible.
According to the invention, the shaft, the bearing sleeve and optionally the drive and the possible bearing receiving sleeve - in particular above the attachment to the spindle rail - such longitudinally and are formed such that the shield axially along the shaft over at least a portion of the bearing sleeve, the any bearing receiving sleeve and optionally the drive and the drive element is displaceable. For this purpose, the length of the shielding element is preferably dimensioned such that the axial displaceability is possible at least over the length of the maximum diameter region along the thread bobbin axis.
By displacing the shielding element at least over the shaft and the bearing sleeve in the direction of the drive, it is possible, in particular, to bring the shielding element into an access position, in which the thread spool is released substantially over the entire filling stroke of the spindle, thereby ensuring unhindered manipulation at the spinning station, in particular for piecing, doffing or yarn breakage is made possible.
In order to enable such axial displacement of the shielding, the shaft and the shaft surrounding the shaft at least in a portion, the shaft bearing bearing sleeve a - especially above the attachment to the spindle rail - elongated shape, which is a displacement of the shielding in Direction to drive over the shaft and the bearing sleeve allows
wherein the outer diameter of the bearing sleeve is dimensioned smaller in the overlap region than the inner diameter of the shielding element. If the drive is also arranged inside the bearing sleeve and / or the outside diameter of the drive is smaller than the inside diameter of the shielding element, in one possible embodiment the shielding element can likewise be displaced via the drive.
The axial displaceability of the shielding enabling storage, for example, by the shield is slidably mounted axially displaceable on the outer surface of the bearing sleeve or the bearing receiving sleeve, optionally using a sliding sleeve.
In this case, means for holding the shielding element in a shielding position, in which the thread bobbin is shielded, and an access position, in which the shielding element is displaced via the bearing sleeve, may be provided. Depending on whether manipulations are provided at one or more spinning stations due to the process, means for axially displacing the shielding or for synchronous axial displacement of a plurality of shielding elements of a plurality of spindles during the spinning process or for moving the shielding of the shielding in the access position and vice versa are provided. The shielding elements can also be individually movable in groups and independently of the group.
For this purpose, for example, means for individual uncoupling at least one shielding - for example in the form of a bayonet, screw or magnetic connection - provided by the means for common synchronous axial displacement, so that the shielding element to be uncoupled - in particular manually - from the synchronous axial displacement of the remaining Shielding is at least temporarily ausschliessbar.
The shield is not only axially displaceable in a possible development of the invention, but also rotatable about the axis of rotation of the shaft. In this case, the shielding element is driven at a lower speed than the shaft, for example at half speed.
Alternatively, the shielding element has no own drive and is mounted so smoothly that it is driven by the air flow flowing around the spindle. These measures make it possible to further reduce energy losses at the spindle. The storage is done for example via an air or magnetic bearings, but other types of bearings can be used.
The inventive spindle is suitable for a variety of spinning and twisting processes, such as the wing, the funnel, the bell, the loop, the Umwinde- and the ring spinning and / or -zwirnen, both with and without balloon boundary or balloonless,
wherein in the inventive spindle essentially only differences in the operation and dimensioning of the shielding and the associated means for axial displacement of the shielding result.
The inventive device is described below purely by way of example with reference to concrete embodiments shown schematically in the drawings, which also addresses further advantages of the invention. In detail show:
<Tb> FIG. 1a <sep> a first embodiment of the spindle for a hopper spinning device with a slidably mounted on a sliding sleeve of the bearing sleeve shielding in shielding and a single electric motor drive;
<Tb> FIG. 1b <sep> the first embodiment with the shielding element in access position;
<Tb> FIG. 2 <sep> a second embodiment of the spindle with a belt drive;
<Tb> FIG. 3 <sep> a third embodiment of the spindle for a hopper spinning device with a bearing receiving sleeve and a shielding in the shielding position;
<Tb> FIG. 4 <sep> a fourth embodiment of the spindle for a ring spinning device with a slidably mounted on a bearing receiving sleeve of the bearing sleeve shielding in shielding; and
<Tb> FIG. 5 <sep> a fifth embodiment of the spindle with a disposed within the bearing sleeve single electric motor drive.
In Fig. 1a and 1b, a first possible embodiment of the spindle 1a is shown, wherein Fig. 1a shows a shield 10 in the shielding position A and Fig. 1b, the shielding element 10 in the access position Z shows. In the following, both figures are described together. The spindle 1a comprises a long shaft 4, on which a receiving area 9 for receiving a thread is provided in the form of a thread bobbin 8 formed here as a cop which is produced on a receiving sleeve 24 inserted onto the shaft 4.
The thread bobbin 8 has in the finished state, as shown in Fig. 1a and 1b, a maximum diameter region 11 in which the largest number of layers of thread lie on one another, with an outer diameter D11 and a length L11. The shaft 4 is mounted by means of two spaced roller bearings 18 in a bearing sleeve 3. By in relation to the diameter D4 of the located in the bearing sleeve 3 portion of the shaft 4 large - over three times, in particular about five times, here more than ten times amounting - axial distance L18 of the bearing rows of the two bearings 18 and the cheap lever arm, it is possible to drive the shaft 4 substantially vibration-free at high speeds.
For individually driving the shaft 4, the spindle 1a has a single electric motor drive 5 in the form of an electric motor, the rotor 6 is located directly on the shaft 4 and the stator 7 is arranged in a multi-part drive housing 25 which is connected to the bearing sleeve 3. Thus, the rotor 6 is cantilevered. Of course, it is possible, instead of the one-piece shaft 4, which here has a drive, storage and thread take-up function to use several interconnected shafts, so that for example the drive 5 can be decoupled from the shaft 4 in particular for maintenance or repair purposes.
On the drive housing 25, a flange 19 is formed below the bearing sleeve 3 for taking place by means of screws 20 mounting the spindle 1 a on a spindle 2 of a spinning machine, so that the bearing sleeve 3 extends beyond the spindle 2 longitudinal outward. Between the flange 19 and the spindle bank 2 is a damping element 28 for damping the entire spindle. In the example shown, the bearing sleeve 3, the drive housing 25 and the molded flange 19 are firmly connected directly. This overall unit is thus divided into three functional sections, since it serves as a bearing housing of the shaft 4, as a stator housing of the drive 5 and as an attachment of the entire spindle 1a to the spindle bank 2.
It is thus alternatively possible, instead of a multi-part design of this unit, to use an integral part which contains all three functional sections. In addition, the spindle rail 2 and the bearing sleeve 3 may be integrally formed. It should therefore be pointed out that a bearing sleeve is understood to mean a shaft sheath which at least partially surrounds the shaft 4 and which supports it in particular by means of rolling, sliding, air or magnetic bearing, which, as in the exemplary embodiment shown, is dependent on a single part or alternatively a pure functional portion of an element which also serves as a drive or fastening element, for example, can be formed.
Instead of an immediate rotationally fixed connection of the stator 7 with the bearing sleeve 3, it is, for example, alternatively feasible to produce the connection between the stator 7 and bearing sleeve 3 via the spindle bank 2. In the unmounted state of the spindle 1a on the spindle bank 2 stator 7 and bearing sleeve 3 are not connected in this case.
For shielding that part of the shaft 4, which is located outside of the bearing sleeve 3 and the drive housing 25, in particular of the receiving area 9 for receiving the thread, especially for shielding the thread bobbin 8, the spindle has a shielding element 10 in the form of a cylindrical one-piece and all around closed sleeve whose inner diameter d10 is greater than the outer diameter D11 of the maximum diameter portion 11 of the bobbin 8, so that the shielding element 10 can be pushed to shield the bobbin 8 from the outside world on the bobbin 8. The axial displaceability is symbolized by the arrow 27.
Preferably, the inner diameter d10 of the shielding element 10 is at least 4 mm, in particular approximately 10 to 20 mm, larger than the predetermined outer diameter D11 of the maximum diameter region 11 of the thread bobbin 8, depending on the type of thread to be taken. The outer diameter D3 of the bearing sleeve 3 is also greater smaller than the inner diameter d10 of the shielding member 10, so that the shielding member 10 can also be slid over the bearing sleeve 3. The length L10 of the shielding element 10 should be at least as large as the length L11 of the maximum diameter region 11 of the yarn package 8, so that the entire maximum diameter region 11 can be shielded even with almost complete yarn package winding.
For optimum shielding, however, the length L10 of the shielding element 10 is substantially greater than the length L11 of the maximum diameter region 11, for example at least as long as the length L9 of the receiving region 9, so that preferably the entire receiving region 9 can be shielded to receive the thread, on the one hand to relieve the environment acoustically, but on the other hand, above all, to allow the generation of a limited air flow field around the thread bobbin 8 within the shielding element 10. In the exemplary embodiment, the length L10 is dimensioned such that almost the entire receiving area 9 can be shielded and the shielding element 10 is also slidably mounted on a sliding sleeve 21 which surrounds the bearing sleeve 3 to the maximum shielding position.
The sliding sleeve 21 serves to compensate for the difference in diameter between the outer diameter D3 of the bearing sleeve 3 and the inner diameter d10 of the shielding element 10, to permit - in the embodiment shown indirectly - taking place in the axial direction sliding bearing of the shielding 10 on the outer surface 15 of the bearing sleeve 3. The sliding sleeve 21 is made of Teflon, for example. With appropriate dimensioning and design of the shaft 4, the bearing sleeve 3 and the shield 10 can be completely dispensed with the sliding sleeve 21.
The lengths L10 and L3 of the shielding element 10 and the bearing sleeve 3 behave in the exemplary embodiment such that a substantial part of the shielding element 10 can be pushed over the bearing sleeve 3, so that, as shown in Fig. 1b, the bearing sleeve in an access position Z can be brought, in which the recording of the thread specific receiving area 9 - the spinning station - is as freely accessible, so that manipulation of the spinning station, especially for piecing, thread breakage or Doffen, is possible. The length L3 of the bearing sleeve 3 in the case shown is also the length over which the section of the shaft 4 sheathed by the bearing sleeve 3 extends vertically beyond the attachment section of the spindle rail 2.
For axial displacement of the shielding element 10, in particular from the access position Z to the shielding position A, the shielding element 10 is associated with means 16 which are designed, for example, as pneumatic cylinders. Since a plurality of spindles is always used in a spinning machine, it is expedient to make the respective shielding elements synchronously adjustable and to synchronize the means 16 for adjusting accordingly.
In order to allow manipulation - for example in case of thread breakage - on individual spindles, if a group or all spindles are closed by shielding elements 10, means 29 for individually decoupling at least one shielding element 10 from the means 16 for synchronous axial displacement jointly provided so a single shielding element 10 - in particular manually - independent of the remaining shielding at least temporarily can be moved. Therefore, the connection to the measures provided for the synchronous movement means 16 can also be detachable, in particular manually detachable. As such means 29 for individual uncoupling, for example, magnetic, bayonet, screw or other closure forms are possible. The shielding element 10 can then be manually brought into the access position Z.
The spindle 4 of the first embodiment is part of a known from the prior art hopper spinning machine with a hopper 17 whose largest outer diameter D17 is smaller than the inner diameter d10 of the shield 10, so that the shielding element 10 for at least partial shielding of the rapidly rotating hopper 17th , as shown in Fig. 1a, can be used. Since the funnel 17 and the shielding element 10 do not interfere, there is no need for any axial displacement of the shielding element 10 during the spinning process.
In loop spinning, a method in which a thread loop projecting beyond the funnel wheel forms below the funnel 17, however, the screening element 10 is continuously adjusted in such a way that there is a constant spacing in the axial direction between the lower edge of the funnel 17 and the upper edge of the screening element 10, so that the loop can form unhindered. Alternatively, for example, formed in the shield 10, a molding for the loop.
Fig. 2 shows a second embodiment of an inventive spindle 1a ¾ with a shielding element A located in the shielding element 10 and a belt drive.
The second embodiment of the spindle 1a ¾ is similar except for the drive substantially the first embodiment of the spindle 1a, which is why in the following description, only the differences in the drive will be discussed. For a description of the remaining elements, reference should be made to the description of the first embodiment of the spindle 1a of Fig. 1a and 1b. For driving the shaft 4, instead of the single-motor drive 5 of the spindle 1a of FIGS. 1 a and 1 b, a whorl 30 is fastened to the lower end of the shaft 4 as a drive element underneath the attachment of the spindle 1 a on the spindle bank 2 by means of the flange 19 ,
The whorl 30 and thus the shaft 4 are driven by a drive belt 31, which in turn is driven by a drive, not shown.
Fig. 3 shows a third, also arranged in a specific case on a hopper spinning machine embodiment of an inventive spindle 1b, a development of the first embodiment with the spindle 1a. The bearing sleeve 3 is arranged in a surrounding, radially spaced, in particular cylindrical bearing receiving sleeve 12, wherein the bearing sleeve 3 and the bearing receiving sleeve 12 via radially and axially acting, distance-maintaining attenuators 13 are decoupled from each other. On the bearing receiving sleeve 12, a flange 19 for fixing the spindle 1 b is formed on the spindle shaft 2.
By this arrangement, it is possible to decouple the entire unit of drive 5, bearing sleeve 3, shaft 4 and bobbin 8 of the spindle bank 2, so that vibrations resulting from high speeds of the shaft 4 and arise during the spinning process, are damped , which allows extremely high spindle speeds and reduces the risk of the spindle spinning up. The attenuators 13 are made of, for example, rubber-elastic material or rubber-metal elements, e.g. consisting of a steel inner ring, an elastomer and a steel outer ring, and are designed such that the bearing sleeve 3 is mounted radially and axially downwards and / or above in the direction of and / or damped by the drive. The damping elements are preferably mounted at the level of the rows of bearings or in the vicinity thereof.
In the third embodiment shown, the outer diameter D12 of the bearing receiving sleeve 12 is smaller than the inner diameter d10 of the shielding element 10, so that selbiges, as in the first embodiment of Fig. 1a and 1b, via the bearing receiving sleeve 12 and thus over the bearing sleeve 3 and the shaft 4 axially can be moved. In Fig. 3, however, the length L10 of the shielding element 10 is shorter than in the first embodiment of Fig. 1a and 1b and corresponds approximately to the length of the receiving area 9. In addition, the storage of the shielding element 10 via the means 16 for axial displacement.
Alternatively, it would be possible for the shielding element 10 to be slidably mounted axially displaceably on the outer surface 14 of the bearing receiving sleeve 12.
In Fig. 4, a spindle 1c similar to the embodiment of Fig. 3 is shown, which, however, is not mounted on a hopper spinning machine but on a ring spinning machine. As an at least indirectly the thread leading element is an axially movable ring frame 23 with a ring 26 is used, on which a runner 22 through which the thread is guided and the thread bobbin 8 can rotate, is located. The shielding element 10 is fixedly or optionally detachably coupled to the ring frame 23.
The length L10 of the shielding member 10 is dimensioned such that it shields the bobbin 8 in the state coupled to the ring frame 23 substantially over the entire length L11 of the maximum diameter portion 11, as shown in FIG. Due to the elongate configuration of the above the attachment to the spindle 2 bank arranged bearing receiving sleeve 12, the shield 10 can be moved over the storage, which is the case for example at the beginning of the spinning process, when the ring frame 26 is in the lowest position, or if the shield 10th optionally separated from the ring frame 23.
This optional detachable connection, which allows a manual displacement of the shielding element 10 via the bearing receiving sleeve 12-in particular for better accessibility of the thread spool 8-takes place, for example, by means of a bayonet, screw or magnetic connecting element.
Fig. 5 shows a fifth embodiment - a variant of the first embodiment of Fig. 1a and 1b - in the form of a spindle 1d with a disposed within the bearing sleeve 3 drive 5. The bearing sleeve 3 thus also serves as a drive housing in which the Stator 7 is housed.
Since the shielding element 10 shown in FIG. 5 in the access position Z, which is mounted indirectly on the outer surface 15 of the bearing sleeve 3 by means of the sliding sleeve 21, is thus not only axially displaceable via the bearing sleeve 3, but also via the drive 5, which is located inside the bearing sleeve 3 is located, the total length of the spindle 1 d can be reduced, whereby it is conceivable to arrange the entire spindle 1 d including the single electric motor drive 5 and the bearing above the spindle bank 2. A damping element 28 is used for decoupling between the spindle 1d and the spindle bank 2. Due to the smaller axial distance of the rolling bearing 18, the vibration behavior in this fifth embodiment is slightly less favorable than in the previous embodiments, however, the production of the bearing is easier.
For a description of the remaining elements of Fig. 5 reference is made to the description of Fig. 1a and 1b.