-
Die Erfindung betrifft eine Faserbandzuführeinrichtung für
eine Offenend-Spinnvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
-
Faserbandzuführeinrichtungen für Offenend-Spinnvorrichtungen
sind in verschiedenen Ausführungsformen Stand der Technik.
-
Im Zusammenhang mit Offenend-Rotorspinnmaschinen ist es
beispielsweise bekannt, die einzelnen Spinnvorrichtungen
während des Spinnbetriebes durch ein schwenkbar gelagertes
Deckelelement zu verschließen, das eine Faserbandzuführ- und
-auflöseeinrichtung aufweist.
-
Das heißt, diese Deckelelemente weisen jeweils unter anderem
eine Lagerkonsole für eine Faserbandauflösewalze sowie eine
Lagerkonsole für einen Faserbandzuführzylinder auf, wobei auf
der Welle des Faserbandzuführzylinders endseitig ein über eine
Elektromagnetkupplung zuschaltbares Schneckenrad angeordnet
ist.
-
Dieses Schneckenrad kämmt bei geschlossener Spinnvorrichtung
mit einer Schnecke, die auf einer maschinenlangen, ständig
rotierenden Antriebswelle der Rotorspinnmaschine festgelegt
ist.
-
Bei geöffneter Spinnvorrichtung sind Schneckenrad und Schnecke
beabstandet angeordnet, das heißt, Schneckenrad und Schnecke
sind aus Eingriff.
-
Diese Art des Antreibens eines Faserbandzuführzylinders hat
sich in der Praxis im Prinzip bewährt.
-
Beim Wiedereinschwenken des Schneckenrades in die Schnecke
können allerdings gelegentlich Schwierigkeiten auftreten, die
sich beispielsweise durch einen erhöhten Verschleiß des
Schneckenrades bemerkbar machen.
-
Eine Offenend-Spinnvorrichtung, bei der diese Schwierigkeiten
vermieden werden sollen, ist in der DE-AS 23 14 229
beschrieben. Bei dieser bekannten Offenend-Spinnvorrichtung
ist ein Schwenkgehäuse, das einen Faserbandzuführzylinder
sowie eine Auflösewalze aufnimmt, auf einer separaten,
beabstandet zur maschinenlangen Antriebswelle angeordneten
Schwenkachse gelagert. Der Faserbandzuführzylinder, dessen
Rotationsachse parallel zur Mittelachse der maschinenlangen
Antriebswelle verläuft, ist dabei über eine spezielle
Zwischenwelle, die endseitig jeweils ein Zahnrad aufweist, an
die maschinenlange Antriebswelle angeschlossen.
-
Beim Öffnen der Spinnvorrichtung gleitet das Zahnrad der
Zwischenwelle aus einem zugehörigen, fest auf der
maschinenlangen Antriebswelle installierten Zahnrad.
-
Um beim Schließen der Spinnvorrichtung die Schaltungs- und
Reibungswiderstände zwischen den Zahnrädern möglichst zu
minimieren, sind die Schwenkachse, die maschinenlange
Antriebswelle sowie die Zwischenwelle so angeordnet, daß beim
Schließen der Spinnvorrichtung ein annähernd tangentiales
Aufgleiten des auf der Zwischenwelle angeordneten Zahnrades
auf das Zahnrad der maschinenlangen Antriebswelle stattfindet.
-
Diese bekannte, in ihrem konstruktiven Aufbau relativ
komplizierte Spinnvorrichtung hat sich in der Praxis
allerdings nicht bewährt und konnte sich daher in der
Textilindustrie nicht durchsetzen.
-
Eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem schwenkbar gelagerten
Deckelelement, in das eine Faserbandzuführ- und
-auflöseeinrichtung integriert ist, und dessen Schwenkachse
beabstandet zu einer maschinenlangen Antriebswelle der
Rotorspinnmaschine angeordnet ist, ist auch in der
EP 0 672 767 A1 beschrieben.
-
Auch bei dieser bekannten Offenend-Spinnvorrichtung erfolgt
der Antrieb des Faserbandzuführzylinders über ein
Schneckenrad, das mit einer Schnecke kämmt, die auf einer
ständig rotierenden, maschinenlangen Antriebswelle festgelegt
ist.
-
Das heißt, das Schneckenrad des Faserbandzuführzylinders
korrespondiert bei geschlossener Spinnvorrichtung mit der
zugehörigen Schnecke der Antriebswelle und ist bei geöffneter
Spinnvorrichtung beabstandet zu dieser Schnecke angeordnet.
-
Um einen ordnungsgemäßen Antrieb des Faserbandzuführzylinders
zu gewährleisten, weisen Schneckenrad und Schnecke dabei, wie
üblich, die gleiche Teilung auf.
-
Das heißt, die Teilung des Schneckenrades im Bereich des für
den Antrieb relevanten Teilkreisdurchmessers entspricht exakt
der Teilung des Schneckenganges.
-
Aus dieser Tatsache ergibt sich jedoch, daß die Teilung des
Schneckenrades im Bereich des Kopfkreisdurchmessers größer ist
als die Teilung des Schneckenganges, so daß sich beim
Einschwenken des Schneckenrades in die Schnecke eine Situation
einstellen könnte, in der zwei Zähne des Schneckenrades
gleichzeitig zwei Gewindegänge der Schnecke übergreifen, was
ein weiteres Einschwenken des Schneckenrades unmöglich machen
würde.
-
Um diesen Fall zu vermeiden und beim Schließen der
Spinnvorrichtung das Eintauchen des Schneckenrades in die
Schnecke zu erleichtern, ist gemäß EP 0 672 767 A1 vorgesehen,
den Schneckengang der Schnecke mit einer speziellen
Einfädelkontur zu versehen und die Schnecke so auf der
Antriebswelle anzuordnen, daß eine Symmetrieebene der
Schnecke, die sich unter anderem durch die Einfädelkontur
ergibt, exakt mit der Schwenkebene der Mittelachse des
Schneckenrades übereinstimmt.
-
Das heißt, der Schneckengang erhält ein sogenanntes
Überlagerungsprofil, dessen Teilung exakt der Teilung des
Schneckenrades im Bereich des Kopfkreises entspricht und das
so ausgelegt und angeordnet ist, daß die Gangwindungen der
Schnecke stets in einer Spitze auslaufen.
-
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß beim Einschwenken des
Schneckenrades immer einer der Zähne des Schneckenrades
zwischen zwei Gangwindungen der Schnecke eintaucht.
-
In der Praxis hat sich allerdings gezeigt, daß mit derartig
ausgebildeten und angeordneten Schneckengetrieben zwar ein
ordnungsgemäßes Eintauchen des Schneckenrades in die Schnecke
gewährleistet ist, daß solche Schneckengetriebe aber aufgrund
der Verminderung der wirksamen Anlageflächen im Bereich der
Gangwindungen der Schnecke kein optimales Tragverhalten mehr
aufweisen.
-
Das bedeutet, bei diesen bekannten Schneckengetrieben mit
einem Überlagerungsprofil im Bereich des Schneckenganges
rotiert das Schneckenrad nicht mehr ganz gleichmäßig.
Außerdem werden die einzelnen Zähne des Schneckenrades
deutlich stärker als bei "normalen" Schneckengetrieben
beansprucht.
-
Der etwas unsaubere Lauf des Schneckenrades führt dabei zu
Schwankungen beim Faserbandeinzug, während die starke
Beanspruchungen der Schneckenradzähne zu einen erhöhten
Verschleiß des Schneckenrad führt.
-
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten
Faserbandzuführeinrichtungen zu verbessern.
-
Insbesondere soll der Faserbandeinzug vergleichmäßigt und die
Standzeit des Schneckenrades erhöht werden, wobei allerdings
sichergestellt bleiben muß, daß beim Schließen der
Spinnvorrichtung das Schneckenrad stets problemlos in die
umlaufende Schnecke eingeschwenkt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Faserbandzuführeinrichtung gelöst, wie sie im Anspruch 1
beschrieben ist.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
-
Die erfindungsgemäße Ausführungsform hat dabei insbesondere
den Vorteil, daß durch das axiale Versetzen der mit einem
Überlagerungsprofil ausgestatteten Schnecke auf ihrer
Antriebswelle, das heißt, durch das Versetzen der Schnecke
orthogonal zur Schwenkebene des Schneckenrades, das
Tragverhalten des Schneckengetriebes entscheidend verbessert
wird, was sich positiv sowohl auf den Rundlauf des
Faserbandzuführzylinders als sich auch auf die Lebensdauer des
Schneckenrades auswirkt.
-
Um trotz dieses Versetzens der Schnecke ein einwandfreies
Einschwenken des Schneckenrades in die Schnecke zu
gewährleisten, ist eine Positioniereinrichtung vorgesehen, die
das Schneckenrad stets so vorpositioniert, daß sichergestellt
ist, daß niemals zwei Zähne des Schneckenrades gleichzeitig
zwei Gangwindungen der Schnecke übergreifen können.
-
Wie im Anspruch 2 dargelegt, sorgt die Positioniereinrichtung
dabei dafür, daß die Mittelachse eines der Zähne des
Schneckenrades bezüglich der Schwenkebene der Mittelachse des
Schneckenrades unter einem vorgegebenen Positionierwinkel
angeordnet ist. Der Positionierwinkel ist dabei abhängig vom
Maß des Versatzes der Schnecke und so gewählt, daß das
Schneckenrad stets sicher eingeschwenkt werden kann.
-
Der optimale Positionierwinkel des Zahnes läßt sich dabei auf
einfache Weise nach der im Anspruch 3 beschriebenen Formel
berechnen.
-
Durch das winkelgenaue Ausrichten der Zähne des Schneckenrades
wird sichergestellt, daß es beim Eintauchen des Schneckenrades
in die Schnecke nicht zu Klemmungen oder dergleichen kommen
kann.
-
Das heißt, durch die Vorpositionierung wird, wie vorstehend
bereits erläutert, zuverlässig ausgeschlossen, daß sich trotz
axialen Versatzes der Schnecke zwei Zähne des Schneckenrades
gleichzeitig über zwei nebeneinander liegende Gangwindungen
der Schnecke schieben können.
-
Wie im Anspruch 4 dargelegt ist, verfügt die
Positioniereinrichtung zum winkelgenauen Ausrichten der Zähne
des Schneckenrades über wenigstens einen am Lagergehäuse der
elektromagnetischen Kupplung fest angeordneten Magneten sowie
über ein ferromagnetisches Positionierelement, das drehfest an
das Schneckenrad des Schneckengetriebes angeschlossen ist,
welches bei geöffneter Spinnvorrichtung ausgekuppelt und damit
frei drehbar ist.
-
Als besonders vorteilhaft hat sich dabei eine Ausführungsform
herausgestellt, bei der wenigstens ein Permanentmagnet zum
Einsatz kommt (Anspruch 5).
-
Ein solcher Permanentmagnet erfordert keine zusätzliche
Energiezufuhr und sorgt trotzdem automatisch für eine
ordnungsgemäße, sichere Ausrichtung des Positionierelementes
und damit für eine zuverlässige Einstellung der Winkellage der
Zähne des Schneckenrades.
-
Gemäß Anspruch 6 ist das Positionierelement dabei als
Positionierscheibe ausgebildet, die eine Vielzahl von radial
abstehenden Positionieransätzen aufweist, die jeweils durch
die Magnetkraft des Permanentmagneten beeinflußt werden.
Das heißt, die mit dem Permanentmagneten korrespondierenden,
Positionieransätze sorgen beim Eintauchen des Schneckenrades
in die Schnecke stets zuverlässig für eine vorbestimmte,
winkelgenaue Ausrichtung der Zähne des Schneckenrades.
-
Wie im Anspruch 7 angedeutet, entspricht die Anzahl der
Zentrieransätze dabei vorzugsweise der Anzahl der Zähne des
Schneckenrades. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß immer
einer der Positionieransätze im Wirkungsbereich des
Permanentmagneten steht und von diesem in eine definierte
Position geschwenkt wird.
-
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
-
Es zeigt:
-
Fig. 1 eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem schwenkbar
gelagerten Deckelelement, in das eine
Faserbandzuführeinrichtung integriert ist, in
geschlossenem Zustand,
-
Fig. 2 die Offenend-Spinnvorrichtung gemäß Fig. 1, in
geöffnetem Zustand,
-
Fig. 3 das Schneckengetriebe zum Antreiben des
Faserbandzuführzylinders sowie die erfindungsgemäße
Positioniereinrichtung zum winkelgenauen Ausrichten der
Zähne des Schneckenrades, in einem größeren Maßstab,
-
Fig. 4 das Schneckengetriebe gemäß Fig. 3 im eingeschwenkten
Zustand, das heißt während des Betriebes.
-
In den Fig. 1 und 2 ist schematisch eine Offenend-
Spinnvorrichtung 1 einer Rotorspinnmaschine dargestellt.
Wie bekannt, verfügen solche Spinnvorrichtungen 1 über ein
Spinnboxgehäuse 2, das über Befestigungsmittel 3 am
Grundrahmen der nicht näher dargestellten Rotorspinnmaschine
festgelegt ist.
-
Am Spinnboxgehäuse 2 ist in der Regel eine Konsole 4
befestigt, die eine Stützscheibenlagerung 5, ein Axiallager 6
sowie ein Rotorgehäuse 7 aufnimmt.
-
In dem unterdruckbeaufschlagten, über eine Pneumatikleitung 8
an eine entsprechende Unterdruckquelle 9 angeschlossenen
Rotorgehäuse 7 läuft mit hoher Drehzahl ein Spinnrotor 10 um,
der mit seinem Rotorschaft 11 in den Keilspalten der
Stützscheibenlagerung 5 gelagert ist.
-
Der Rotorschaft 11 wird dabei, wie aus dem Stand der Technik
bekannt, durch einen Tangentialriemen 12 beaufschlagt, der
mittels einer Spannrolle 13 an den Rotorschaft 11 angestellt
wird.
-
Das an sich zu seiner Frontseite hin offene Rotorgehäuse 7 ist
während des Spinnprozesses durch ein Deckelelement 14
verschlossen. Das heißt, an der Frontseite des Rotorgehäuses 7
liegt eine im Deckelelement 14 befestigte Kanalplatte 15 an,
die vorzugsweise einen auswechselbaren Kanalplattenadapter 16
aufweist. Im Kanalplattenadapter 16 ist dabei eine
Fadenabzugsdüse 17 sowie der Mündungsbereich eines sogenannten
Faserleitkanales 18 angeordnet.
-
Das auf einer Schwenkachse 19 beweglich gelagerte
Deckelelement 14 weist außer der Kanalplatte 15 auch eine
Einrichtung 20 zum Zuführen und Auflösen eines (nicht
dargestellten) Faserbandes auf.
-
Im Deckelelement 14 sind neben einem
Faserbandeinzugszylinder 21 noch eine Auflösewalze 26 sowie
der Faserleitkanal 18 untergebracht.
-
Der Faserbandeinzugszylinder 21 ist jeweils über ein
Schneckengetriebe, das aus einem Schneckenrad 22 und einer
Schnecke 23 besteht, mit einer maschinenlangen, ständig
rotierenden Antriebswelle 24 verbunden.
-
Das heißt, auf einer Welle 36 des Faserbandeinzugszylinders 21
ist endseitig ein Schneckenrad 22 befestigt, das mit einer der
Schnecken 23 auf der stationär angeordneten, rotierbaren
Antriebswelle 24 kämmt.
-
In die Welle 36 ist außerdem eine definiert zuschaltbare
Elektromagnetkupplung 25 eingeschaltet, die es ermöglicht, bei
Bedarf das Schneckenrad 22 und den Faserbandeinzugszylinder 21
funktionell zu trennen.
-
Der Antrieb der Auflösewalze 26 erfolgt, wie dargestellt, über
einen ständig umlaufenden Tangentialriemen 28, der einen
rückseitig angeordneten Antriebswirtel 27 der Auflösewalze 26
beaufschlagt.
-
In Fig. 1 ist die Spinnvorrichtung 1 einer Arbeitsstelle der
Rotorspinnmaschine während des Spinnprozesses dargestellt.
Das heißt, das Rotorgehäuse 7 dieser Spinnvorrichtung 1 ist
durch das Deckelelement 14 verschlossen.
-
In diesem Betriebszustand steht das Schneckenrad 22 des
Faserbandeinzugszylinders 21 mit der Schnecke 23, die form-
oder kraftschlüssig mit der rotierenden Antriebswelle 24
verbunden ist, im Eingriff und der Antriebswirtel 27 der
Auflösewalze 26 liegt am umlaufenden Tangentialriemen 28 an.
-
Die Fig. 2 zeigt die entsprechende Spinnvorrichtung 1 außer
Betrieb.
-
Das heißt, das Deckelelement 14 der Spinnvorrichtung 1 wurde
um die Schwenkachse 19 in Richtung des Pfeiles A geschwenkt
und dadurch das Rotorgehäuse 7 geöffnet. In diesem Zustand ist
das Rotorgehäuse 7 von vorne, zum Beispiel zur Reinigung des
Rotors 10, gut zugängig.
-
Wie ersichtlich, ist in diesem Betriebszustand der
Antriebswirtel 27 der Auflösewalze 26 vom Tangentialriemen 28
abgehoben und das Schneckenrad 22 des
Faserbandeinzugszylinders 21 beabstandet zur Schnecke 23 der
stationär angeordneten Antriebswelle 24 positioniert.
-
Die in Fig. 2 gestrichelt dargestellte Bahn S zeigt dabei den
Weg den das Schneckenrad 22 während des Öffnens der
Spinnvorrichtung 1 zurücklegt.
-
Die Fig. 3 und 4 zeigen die erfindungsgemäße
Positioniereinrichtung 30, die dafür sorgt, daß beim Schließen
der Spinnvorrichtung 1 die Zähne 32 des betreffenden
Schneckenrades 22, unter Berücksichtigung eines axialen
Versatzes der Schnecke 22, winkelgenau ausgerichtet sind, im
Detail.
-
In Fig. 3 ist dabei eine Situation angedeutet, bei der das
Schneckenrad 22, das, wie vorstehend erwähnt, über eine Welle
36 sowie eine elektromagnetische Kupplung 25 mit dem
Faserbandeinzugszylinder 21 der Spinnvorrichtung 1 verbunden
ist, kurz vor dem Eintauchen in eine der Schnecken 23 der
maschinenlangen, stationär angeordneten, rotierenden
Antriebswelle 24 steht.
-
Das heißt, die betreffende Spinnvorrichtung 1 steht kurz vor
dem vollständigen Schließen des Rotorgehäuses 7 durch das
Deckelelement 14.
-
Die Fig. 4 zeigt das Schneckengetriebe 22, 23 bei geschlossener
Spinnvorrichtung, das heißt, während des Betriebes der
Spinnvorrichtung 1.
-
Wie in den Figuren angedeutet, ist auf der Welle 36 des
Faserbandeinzugszylinders 21 endseitig ein Schneckenrad 22
angeordnet, das eine Vielzahl von Zähnen 32 aufweist.
-
Der Teilkreis des Schneckenrades 22 ist mit 39, der zugehörige
Kopfkreis des Schneckenrades 22 mit 38 gekennzeichnet.
-
Das Maß der Teilung der Zähne 32 im Bereich des Teilkreises
ist dabei mit t und das Maß der Teilung im Bereich des
Kopfkreises mit T bezeichnet.
-
Die Positioniereinrichtung 30 besteht im wesentlichen aus
einem beispielsweise am Lagergehäuse 31 einer
Elektromagnetkupplung 25 festgelegten Permanentmagneten 37
sowie aus einem ferromagnetischen Positionierelement 34, das
drehfest mit dem Schneckenrad 22 verbunden ist.
Das Positionierelement ist dabei vorzugsweise als
Positionierscheibe 34 ausgebildet und weist radial abstehende
Positionieransätze 35 auf, die mit einem oder mehreren
Permanentmagneten 37 korrespondieren.
-
Der Permanentmagneten 37 ist dabei so angeordnet, daß die
Positionieransätze 35 der Positionierscheibe 34 die Zähne 32
des Schneckenrades 22 stets in der in Fig. 3 dargestellten
Position fixieren.
-
Das heißt, beim Eintauchen des Schneckenrades 22 in die
Schnecke 23 ist die Mittelachse 33 eines der Zähne 32 des
Schneckenrades 22 stets unter einem Positionierwinkel φ zur
Schwenkebene 43 der Mittelachse 44 des Schneckenrades 22
angeordnet. Der Positionierwinkel φ, der sich leicht nach der
Formel: φ = 72.sin (x/2) berechnen läßt, hängt dabei vom Maß
x des Versatzes der Schnecke 23 gegenüber der Schwenkebene 43
des Schneckenrades 22 ab.
-
Das Maß x des Versatzes der Schnecke 23 ergibt sich dabei
jeweils aus den Eingriffsverhältnissen des Schneckengetriebes.
-
Die Schnecke 23 weist dabei Gangwindungen 41 mit einer Teilung
t und einer ursprünglich trapezförmigen Querschnittsform auf.
Die Gangwindungen 41 sind durch ein Überlagerungsprofil 40,
das eine Teilung T aufweist und damit auf die Teilung des
Kopfkreisdurchmessers 38 des Schneckenrades 22 abgestimmt ist,
angeschnitten.
-
Das Überlagerungsprofil 40 ist dabei so angeordnet, daß das
jede Gangwindung 41 in einer Schnittkante ausläuft und eine
Symmetrieebene 42 einen mittig zwischen zwei Gangwindungen 41
angeordneten Fußpunkt 45 schneidet.
-
Wie in Fig. 3 angedeutet das Maß x des Versatzes den Abstand
zwischen der Schwenkebene 43 des Schneckenrades 22 und der
sich im Bereich der Schnecke 23 aufgrund des
Überlagerungsprofiles 40 ergebenden, senkrecht zur
Antriebswelle 24 angeordneten Symmetrieebene 42 dar.
-
Wie vorstehend bereits erläutert, wird durch den axialen
Versatz der Schnecke 23 um das Maß x ein Schneckengetriebe
geschaffen, das sich durch ein gutes Tragverhalten und damit
durch einen sehr gleichmäßigen Faserbandeinzug auszeichnet.
Außerdem wird durch die Vorpositionierung des Schneckenrades
22 zuverlässig vermieden, daß zwei Zähne 32 des Schneckenrades
22 gleichzeitig zwei benachbarte Gangwindungen 41 der auf der
Antriebswelle 24 festgelegten Schnecke 23 übergreifen können,
was zu einer Behinderung des Schließens der betreffenden
Offenend-Spinnvorrichtung oder zumindest zu einem erhöhten
Verschleiß des Schneckenrades 22 führen würde.