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Verfahren zum Ausgleichen von Fadenspannungsschwankungen auf Ringspinn-und
Ringzwirnmaschinen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausgleichen der
infolge der periodischen Änderung des Aufwindedurchmessers beim Spinnen und Zwirnen
auf Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen entstehenden Schwankungen der Fadenspannung
durch periodisches relatives Bewegen der oberhalb der Spindel angeordneten Fadenführeröse,
um auf diesem Wege ein möglichst weich gedrehtes und gleichmäßig starkes Garn herzustellen.
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Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, die Fadenführer zugleich
mit der Ringbank, die den Wicklungshub ausführt, sei es gleich viel, sei es weniger,
zu heben und damit während des ganzen Spinnvorganges einen mehr oder weniger gleich
großen Fadenballon zu erzielen. Dies hat jedoch nur zur Folge, daß während des Wickelns
auf den kleinen Kötzerdurchmesser im Ballon eine vergrößerte Fadenlänge geschaffen
wird, die dem Ballon eine vermehrte Elastizität verleiht und infolgedessen eine
erhöhte Sicherheit gegen Bruch bietet. Die bewegte Fadenmasse setzt aber in diesem
Falle infolge der dabei auftretenden Fliehkraft dem Aufwickeln einen erhöhten Widerstand
entgegen. Damit wird das Gegenteil von dem erreicht, was man bezwecken wollte, indem
die Fadenspannung auf dem kleinen Durchmesser noch größer wird.
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Nach einer anderen Lösung der vorliegenden Aufgabe wird der Fadenführer
während des Spinnens auf den kleinen Kötzerdurchmesser von der Ringbank weg weiter
nach oben verschoben, als der Wicklungshub beträgt. Der entstehende weit ausgewuchtete
Ballon soll den Umschlingungswinkel am Läufer verkleinern und somitldie Spannung
beim Aufwickeln herabsetzen. Auch hier wird die Schwungkraft des großen Ballons,
die sich durch den Läufer hindurch fortsetzt, den Läufer stärker an den Ring anpreßt
und bei unendlich großem Ballon ebenfalls entsprechend zunehmen müßte, übersehen.
Auch auf diesem Wege wird nicht ein Spannungsausgleich geschaffen, sondern das Gegenteil.
Aus dem gleichen Grunde müssen theoretische Erwägungen, welche sich auf Versuche
mit relativ kleinen Fadenballons stützen, berichtigt werden, indem die Spannung
nicht allein von der Läuferreibung abhängt, sondern ebenso vom Ballon beeinflußt
wird, welcher die Läuferreibung in gewissen Fällen unterstützt. Es wurde weiter
versucht, auf die Fadenspannung durch Bremsendes Läufers einzuwirken, was aber wegen
der auftretenden unerwünschten Schwingungen nicht zu brauchbaren Ergebnissen führte.
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Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß die infolge
der periodischen Änderungen des Aufwindedurchmessers entstehenden Schwankungen der
Fadenspannung ausgeglichen werden, wenn der Abstand zwischen Ring und Öse während
eines Wicklungshubes im gleichen Sinne wie der Aufwindedurchmesser, aber mehr verändert
wird, als der Wicklungshub beträgt. Zu diesem Zweck
werden daher
entweder z. B. die Fadenführerösen periodisch in entgegengesetzter Richtung wie
die Ringbank oder, wenn die Spindelbank den Wicklungshub ausführt, gleichgerichtet
mit dieser bewegt. Dabei kann eine gewisse Phasenverschiebung der Bewegungen gegeneinander
eintreten. Die Bewegung der Fadenführeröse hat unter diesen Umständen einen Spannungsausgleich
zwischen Läufer und Spindel oder zwischen Öse und Streckwerk oder annähernd an beiden
Orten zugleich zur Folge. Zur Unterstützung des Ausgleiches soll außerdem in gewissen
Fällen noch die Spinngeschwindigkeit zusätzlich dem jeweiligen Aufw_indedurchmesser
angepaßt werden.
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Die Zeichnung zeigt schematisch die beispielsweise Ausführung einer
Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung: .
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In den Fig. r und 2 ist ein Kötzer mit den unteren Garnlagen in Aufriß
und Grundriß dargestellt. Der Faden f wird vom Streckwerk w aus der Führungsöse
o zugeführt, bildet bei gleichmäßig umlaufender Spindel s den Ballon b und nimmt
mit einer Geschwindigkeit, die in erster Annäherung gleich der Differenz aus Spulenumfangsgeschwindigkeit
und Zuführgeschwindigkeit durch das Streckwerk ist, den Läufer L auf dem Ring y
mit, wobei durch Aufwinden des Fadens f auf die Spindel s bzw. auf die daraufgesteckte
Spulenhülse der Kötzer k entsteht. Die Kraft, durch die der Läufer l auf dem Ring
verschoben wird, wirkt in tangentialer Richtung und sei mit Pt bezeichnet; sie ist
die Tangentialkomponente des Fadenzuges zwischen Spule und Läufer, der je nach dem
augenblicklichen Durchmesser der Spule zwischen den Werten Pd .
(innen) und
Pn (außen) wechselt. Man erkennt, daß bei gleichbleibendem Läuferwiderstand der
Fadenzug je nach dem Aufwindedurchmesser zwischen erheblich auseinanderliegenden
Grenzen wechselt. Dieser Fadenzug pflanzt sich nun durch den Läufer l hindurch
auf den Ballon b
fort. Da die Fliehkraft des den Ballon bildenden Fadenstückes
naturgemäß um so größer ist,. je weniger der Faden gespannt ist und je länger der
Faden ist, erhält der Ballon, entsprechend den Fadenspannungen PD bzw. Pd, beim
großen Aufwindedurchmesser D eine mehr ausgebauchte l#orm ba bzw. beim kleinen Aufwindedurchmesser
d eine schlankere Form bz. Außerdem ist eine Folge der wechselnden Fliehkraft des
Ballons, daß der Läuferwiderstand ebenfalls etwas wechselt, daß also in Fig. 2 die
Kräfte Pt und PD unter Umständen etwa den gestrichelt gezeichneten Wert haben. Diese
Überlegung zeigt nun den Weg zur Ausführung der vorliegenden Erfindung, nämlich
zur Erfüllung der Aufgabe des konstanten Fadenzuges. Diese kann etwa gemäß Fig.3
und 4 so gelöst werden, daß man beim Aufwinden des Fadens auf den großen Durchmesser
D des Kötzers den Ballon derart vergrößert, daß durch die vermehrte Fliehkraft des
den Ballon bildenden Fadenstückes die Läuferreibung vermehrt und dadurch auch der
Fadenzug entsprechend vergrößert wird. Die periodische Vergrößerung des Ballons
kann durch periodisches Hinaufrücken der Führungsöse o bewirkt werden. Danach muß
also an der Spinnmaschine eine Vorrichtung vorgesehen sein, durch die die Führungsöse
o etwa im Takt des Aufwindens gegenläufig mit der Ringbank zwischen den Punkten
I und II auf und ab bewegt wird, indem z. B. die Führungsösen, genau wie die Ringe,
an einem gemeinsamen, auf und ab beweglichen Rahmen befestigt sein können. Dann
kann man erreichen, daß PD = Pd wird, wie in Fig. 4 gezeigt, der Fadenzug
also konstant bleibt. Daß dabei die auf den Läufer wirkende Kraft Pt zwischen den
Grenzwerten Pte und Püa ebenfalls wechselt, spielt für den Ablauf des Spinnprozesses
keine Rolle. Doch wird dadurch die Qualität des Garns erheblich verbessert.
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Einer zu großen Bewegung nach oben bietet einerseits die gegebene
Höhe der Spinnmaschine, andererseits der gegebene Abstand der Spindeln eine Grenze.
Doch läßt sich der Höhenunterschied der beiden Osenlager durch Hinabrücken der tiefsten
Ösenstellung in die äußerst mögliche Grenzlage, etwa nach Punkt III, noch vermehren.
Es ist auch nicht nötig, daß die Osenbewegung genau gegenläufig mit der Bewegung
der Ringbank verläuft, vielmehr können die Bewegungen eine gewisse Phasenverschiebung
gegeneinander besitzen.
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Will man den Ausgleich der Fadenzüge über die ganze Kötzerhöhe bzw.
Spindellänge konstant halten, so läßt sich das einmal so erreichen, daß man die
Öse zugleich mit der Ringbank allmählich nach oben verschiebt, oder so, daß man
das Verhältnis der den Gainlagen entsprechenden Hubhöhe h (Fig. x und 3) der Ringbank
zur Hubhöhe n der Öse entsprechend verändert, oder auch in der Weise, daß man Ring
und Öse lediglich gleichbleibende Oszillationsbewegungen ausführen, die Spindels
mit dem Kötzer k aber allmählich nach unten wandern läßt. Ferner kann man das Hubverhältnis
lt : n so verändern, daß der Fadenzug zwischen Läufer und Kötzer ausgeglichen
wird, oder daß er zwischen Streckwerk und Öse ausgeglichen wird bzw. daß schließlich
beide Fadenzüge ausgeglichen werden. Es ist nicht immer erforderlich und auch nicht
immer möglich, die Fadenzüge vollkommen auszugleichen. Die Erfindung gestattet naturgemäß
auch einen angenäherten oder teilweisen Ausgleich.
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Es ist auch ohne weiteres möglich, den
mittels der
beschriebenen Verschiebung der Fadenführeröse vorgenommenen Spannungsausgleich durch
eine zusätzliche Regelung der Drehzahl der Spindel zu unterstützen. Dabei muß in
bekannter Weise die Drehzahl beim Spinnen auf den kleinen Durchmesser mit Hilfe
der ebenfalls bekannten Mittel periodisch heruntergesetzt werden. Es gestattet dies
namentlich, notwendige Änderungen im Verhältnis von n:h, bedingt durch den wachsenden
Kötzer und durch die Bauart der Maschine, auszugleichen. Auf diese Weise ist es
möglich, das Garn unter vollständig gleicher Fadenspannung zu spinnen und ihm damit
eine gleichmäßige Festigkeit zu verleihen. Darüber hinaus gestattet das Verfahren
aber auch, weiche Schußgarne, die keine großen Schwankungen in der Spannung vertragen,
herzustellen.
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Durch die Kombination dieser Geschwindigkeitsregelung ist es möglich,
auf dünneren Spulenhülsen, ja sogar auf der nackten Spindel zu spinnen und dem Selfaktorkops
ähnliche Spulen bei gleichbleibender Faden- bzw. Aufwindespannung und gleichmäßiger
Garndrehung zu erzeugen. Wenn man einen Spinnregler einbaut, dann lassen sich mit
ihm natürlich außerdem die bekannten Anordnungen treffen, und nicht nur für den
gleichmäßigen Teil des Kötzers, sondern auch für das Anspinnen, und die Kötzerspitze
die günstigsten Geschwindigkeitsverhältnisse schaffen.