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Die Erfindung betrifft eine Zwirnvorrichtung für Spinn- und Zwirnmaschinen,
bestehend aus einem Ring mit innerer hyperbolischer Oberfläche und einer auf der
Außenfläche befindlichen, nach außen vorstehenden konischen Auskragung sowie einem
Läufer mit einem langen inneren Abschnitt und einem kurzen gebogenen äußeren Schenkel.
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Es sind Spinn- und Zwirnvorrichtungen bekannt, bei denen der Ring
innen durch eine kegelförmige im axialen Schnitt von oben nach außen abwärts geneigt
verlaufende Fläche begrenzt wird und oben durch eine senkrecht zur Achse verlaufende
horizontale Fläche abgeflacht ist, wobei der Läufer im wesentlichen zwei diesen
Arbeitsflächen anliegende geradlinig verlaufende Abschnitte aufweist. Bei Betrieb
wird die auf den Läufer horizontal von innen nach außen wirkende Fliehkraft durch
die Neigung der Innenfläche des Ringes in eine von innen nach außen und eine von
oben nach unten wirkende Kraftkomponente zerlegt, wobei die erstere Kraftkomponente
den inneren schräg verlaufenden Schenkel des Läufers gegen die Innenfläche des Ringes
preßt und die von oben nach unten wirkende Kraftkomponente, die der nach oben gerichteten
Zugkraft des Zwirnfadens entgegenwirkt, den horizontalen Schenkel des Läufers gegen
die obere abgeflachte Fläche des Ringes drückt.
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Eine derartige Anordnung weist den Nachteil auf, daß sich der Läufer
während des Betriebes unter dem Einfluß der vertikalen Kraftkomponente derartig
biegt, daß weder sein vertikaler Schenkel noch der obere Teil seines geneigten Schenkels
über seine ganze Länge berührend an den entsprechenden Flächen des Ringes anliegt,
so daß nur eine unzureichende Kontaktfläche erzielt wird und dadurch infolge des
übermäßig großen, zwischen Läufer und Ring herrschenden spezifischen Druckes ein
vorzeitiger Verschleiß eintritt.
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Für Spinn- und Zwirnvorrichtungen sind Ringe mit einer inneren hyperbolisch
geneigten Arbeitsfläche vorgeschlagen worden, um unter dem Einfluß der auf den Läufer
einwirkenden Komponenten der Fliehkraft ein völliges Kontaktieren des geradlinigen
inneren wirksamen Läuferabschnittes und dadurch eine Verminderung des zwischen Läufer
und Ring herrschenden spezifischen Druckes zu erzielen. Der Läufer weist einen inneren
geradlinigen, sich während des Betriebes unter der Einwirkung der horizontalen Kraftkomponente
der hyperbolischen Form des Ringes anschmiegenden Abschnitt und einen äußeren, den
Ring nicht berührenden, von oben her bis auf die Grundfläche umfassenden Abschnitt
auf. Eine derartige Anordnung ermöglicht es, die Kontaktfläche zu vergrößern und
dadurch den Verschleiß zu vermindern und die Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen.
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Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß der erwünschten Verlängerung
der inneren hyperbolischen Arbeitsfläche dadurch Grenzen gesetzt sind, daß eine
Verlängerung dieser Fläche des Ringes es erforderlich macht, den äußeren, den Ring
umfassenden Abschnitt des Läufers ebenfalls zu verlängern, wodurch der Läufer durch
die Vergrößerung der Masse seines äußeren Abschnittes infolge der auf ihn einwirkenden
Zentrifugalkraft seine Steifigkeit verliert und vom Ring abspringt.
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Es ist auch eine Vorrichtung bekannt, bei der ein einen nicht geschlossenen
und oval abgeflachten Ring bildender Läufer einen eine innere kurvenförmige .Form
aufweisenden Ring. derart, umfaßt, daß der innere; die Lauffläche des Ringes Wühlende
Läuferabschnitt eine weit kleinere Länge aufweist als der äußere, während des Betriebes
den Ring nicht berührende Läuferabschnitt.
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Eine derartige Gestaltung weist desgleichen den Nachteil auf, daß
bei hoher Umlaufgeschwindigkeit des Läufers eine wesentlich größere Fliehkraft an
der größeren Masse des äußeren Schenkels des Läufers als am unteren Ende des inneren
Schenkels angreift, so daß lediglich der obere Teil des inneren Schenkels an den
Ring durch die Fliehkraft angepreßt wird, da die kleinere, auf den inneren unteren
Teil des inneren Schenkels einwirkende Fliehkraft diesen Läuferabschnitt nicht verformend
an den Ring kontaktierend anzupressen vermag. Hierdurch ergibt sich der Nachteil,
daß der Läufer sich bei großer Umlaufgeschwindigkeit nicht mit einer vergrößerten
Fläche auf den Ring zu stützen vermag und daß dadurch der spezifische Druck ansteigt.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, einen Läufer und Ring zu schaffen,
die eine weitgehende Verminderung des vom Läufer auf den Ring ausgeübten spezifischen
Druckes und in Abhängigkeit davon eine Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit und
eine Verminderung des Verschleißes ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Läufer
in Form eines, zwei zueinander parallele Schenkel aufweisenden U-förmigen Bügels
gestaltet ist, die im oberen Teil durch einen halbkreisförmigen breiten Bogen miteinander
verbunden sind.
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Die konische Auskragung des Ringes kann sich zwischen den unmittelbar
angrenzenden, vom Läufer nicht berührten kegeligen Flächen des Ringes befinden.
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Der erfindungsgemäß gestaltete Läufer und Ring bietet den bekannten
Anordnungen gegenüber den Vorteil, daß es möglich ist, die innere hyperbolische
Arbeitsfläche des Ringes und den inneren Abschnitt des Läufers wesentlich zu verlängern,
ohne den äußeren Abschnitt des Läufers, zwecks Halterung desselben im Zeitpunkt
des Inbetriebsetzens auf dem Ring ebenfalls verlängern zu müssen, so daß eine Steigerung
der auf den äußeren Abschnitt einwirkenden Fliehkraft und ein dadurch bedingtes
Abspringen des Läufers vermieden wird. Durch diese Verlängerung des inneren Läuferabschnittes
wird der spezifische Druck zwischen Läufer und Ring vermindert und infolgedessen
die Abnutzung des Läufers bei wesentlich erhöhter Arbeitsgeschwindigkeit verringert.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Ring an seiner Außenseite
im oberen und unteren Teil von zwei kegelförmigen Oberflächen verschiedener Neigungswinkel
gebildet wird, so daß der obere Teil des Ringes eine keilförmige Gestalt aufweist,
wodurch es möglich ist, den Läufer bequem auf den Ring aufzusetzen. Bei Fadenbruch
ist, bedingt durch die gute Zugänglichkeit des umgebogenen Endes des Läufers, ein
bequemes Einbringen des Fadens gewährleistet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Ringes und des Läufers schematisch dargestellt.
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Die Zeichnung zeigt den Ring und den Läufer in axialem Längsschnitt.
Wie
aus der Zeichnung ersichtlich ist, bildet der Ring innen in axialem Schnitt im Bereich
zwischen der oberen Rundung und der unteren Grundfläche eine Hyperbel t. Der obere
Teil 12 bildet einen Kreisbogen. Der Ring weist außen einen Flansch 4 mit einer
Schulter 14 sowie oberhalb und unterhalb derselben an diese angrenzend zwei Kegelflächen
13 und 10 auf, wobei die Schulter 14 und die Kegelfläche 10 zueinander
senkrecht stehen. Der untere Teil des Ringes weist einen Flanschring 11 zum Befestigen
des Ringes mittels einer Scheibe auf einer ringförmigen Stütze auf.
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Der Läufer 3 ist bügelförmig gestaltet und enthält einen geradlinigen
Abschnitt 6, einen halbkreisförmigen Bogen 5, einen geraden Abschnitt 7, einen Viertelkreisbogen
9 und einen dritten geraden Abschnitt B. Die Abschnitte 6 und 7 sind zueinander
parallel und der Abschnitt 8 steht senkrecht zu 7.
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Im Betriebszustand verformt sich der in Ruhestellung geradlinige Abschnitt
6 des Läufers unter gleichmäßigem Andruck durch die Fliehkraft und legt sich in
seiner ganzen Länge gegen die hyperbolische Oberfläche 2 des Ringes 1 an. Die übrigen
Stellen des Läufers 3 haben keinen Kontakt mit dem Ring 1. Das umgebogene
Ende 8 des Läufers 3 berührt die Schulter 14 nur im Zeitpunkt der
Inbetriebnahme oder des Anhaltens der Spindel, wenn sich der Läufer hierbei hochhebt.
Unter dem Einfluß des auf die gesamte Länge des geradlinigen Abschnittes 6 des Läufers
3 einwirkenden gleichmäßigen Druckes durch die Fliehkraft nimmt dieser Abschnitt
6 nach erfolgter Verformung bei Kontaktberührung mit dem Ring 1 dessen hyperbolische
Form 2 an.
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Eine Berührung zwischen Läufer 3 und Ring 1 findet durch die Fliehkraft
mit gleichmäßigem Druck nur längs des inneren unteren Teils des Bogens 5 und längs
der ganzen Länge des inneren Schenkels 6 des Läufers 3 in einer nicht mit einer
die Ringachse enthaltenden Ebene bzw. der Zeichnungsebene zusammenfallenden hyperbolischen
Kurve statt, da der Läufer beim Betrieb eine in der Zeichnung nicht dargestellte
Schräglage zu den genannten Ebenen einnimmt. Die Zeichnung zeigt das vom Fadenballon
kommende Garnende 16 und das aufzuspulende Garnende 15.
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Langwährende Versuche mit Läufern und Ringen für Spinn- und Zwirnvorrichtungen
haben erwiesen, daß die vorzeitige Abnutzung der Ringe durch Verringerung des vom
Läufer auf den Ring ausgeübten spezifischen Druckes um das fünffache, im Vergleich
mit Ringen mit horizontalem Laufkranz, vermindert werden konnte. Die Lebensdauer
der erfindungsgemäß gestalteten Läufer erhöht sich etwa siebenbis zehnmal, wobei
die Reißgefahr des Garnes um 15 bis 20 °/o verringert werden kann, so daß die Arbeitsgeschwindigkeit
der Spinn- und Zwirnvorrichtung ohne Verwendung von Schmiermitteln um 20 bis 25
°/o erhöht werden kann. Erfindungsgemäß gestaltete Läufer können mit einer linearen
Geschwindigkeit von 45 bis 50 m/sek. ohne Schmiermittelverwendung angetrieben werden.
Bisher bekannte Läufer verbrennen sofort bei derartigen Geschwindigkeiten.