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Glocken-Spinn= und -Zwirnmaschine Die Erfindung betrifft Glocken-Spinn-
und -Zwirnmaschinen mit stillstehender Glocke und angetriebener. sich drehender
und auf und ab bewegter Aufwickelspule. Bei solchen Glocken-Spinn-und -Zwirnmaschinen
wird das aus dem Streckwerk oder Lieferwerk austretende Garn durch einen Fadenführer
hindurch über die Glocke hinweg der sich drehenden Aufwickelspule zugeführt. Die
ortsfeste Glocke ist durch eine ortsfeste Spindel gehalten, auf der die Aufwickelspule
drehbar gelagert ist. Da; Garn wird durch die untere Kante der Glocke der auf und
ab bewegten Aufwickel-:pule zugeführt. Die Glocken sind gewöhnlich aus Stahl hergestellt
und haben üblicherweise eine zylindrische oder kegelige Form. Der Faden bildet zwischen
dem Führungsauge und der Glockenunterkante einen sogenannten Ballon, der entweder
ganz frei umläuft oder sich teilweise um den unteren Glockenteil herumlegt.
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Die. Fadenspannung in dem Ballon und am Aufwicklungspunktwird mit
zunehmendem Wicklungsdurchmesser auf der Spule kleiner. Andererseits nimmt der größte
Durchmesser des Ballons mit wachsendem Wicklungsdurchmesser der Spule zu. Üblicherweise
werden zwischen den .benachbarten Spindeln Ballontrenner in Form von Platten oder
Schutzblechen vorgesehen, so daß der die Ballonform beschreibende Faden bei größer
werdendem Durchmesser des Ballons gegen diese Platten inschlägt.
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung zum Konstanthalten
der Fadenspannung, insbesondere zum Vermeiden der Fadenspannungs-Schwankungen für
leere und für volle Spule an Glocken-Spinn- und -Zwirnmaschinen zu schaffen.
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Zum Vermeiden des Spannungsabfalles im Faden von leerer zu voller
Spule sowie der damit in Zusammenhang stehenden Ballonvergrößerungen, sind schon
verschiedene Vorrichtungen bekanntgeworden. Eine der bekannten Glocken ist von einem
beweglichen Ring umgeben, der beim Betätigen den unteren Kantendurchmesser der Kappe
vergrößert, um die Fadenreibung zu erhöhen. Es entsteht jedoch beim Betätigen des
Ringes ein unerwünschter plötzlicher Anstieg der Fadenspannung. Auch wird die Vorrichtung
durch diesen Ring komplizierter. Eine andereLösung dieses Problems beruht auf dem
Bremsen des Garns zwischen einem Bremsring und der Glockenunterkante, der mit Vollaufen
der Aufwickelspule der Glockenunterkante genähert wird. Es ist ferner eine Glocke
bekannt, deren untere Kante eine Form und. eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist,
die dazu dienen soll, die Kantenreibung und damit auch die Garnspannung zu reduzieren,
solange die Spule leer ist.
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Die Mehrzahl der bekannten Vorrichtungen zum Regeln der Garnspannung
bei Glocken-Spinnmaschinen beruhen also auf Reibungs- oder Bremseinrichtungen zum
Regeln der Fadenspannung.
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Versuche und Messungen an Glockenspindeln haben gezeigt, daß die Reibung
nur geringfügigen Einfluß auf die Garnspannung hat, was darauf zurückzuführen ist,
daß die Bewegung des Garns über derartige Oberflächen und somit auch der längs gerichtete,
auf das Garn wirkende Reibungszug, gering ist. Dies ist der Grund dafür, daß bisher
mit Hilfe der bekannten Reibungsbremsvorrichtungen eine gleichmäßige Garnspannung
nicht erzielbar war.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Garnspannung im Ballon
hauptsächlich von der Form des Ballons bestimmt wird. Es ist eine Eigentümlichkeit
des Ballons geringer Spannung, der bei voller Spule erzeugt wird, daß der untere
Teil des Ballons nahe am unteren Teil dez Glocke mit einer konkaven Kurve anliegt,
die etwas höher in eine konvexe Kurve übergeht und den Bauch des Ballons bildet.
Diese Ausbauchung ist viel größer als der Bauch eines Ballons mit hoher Spannung.
Bei einem Ballon mit großer Spannung verläuft der Faden von der unteren Glockenkante
aus in einer konvexen Form, wodurch sich die normalerweise große Ausbauchung eines
- Ballons geringer Spannung nicht bildet. Wenn es möglich ist zu verhindern, daß
der Ballon die bei einem Faden mit geringer Spannung übliche konkavkonvexe Form
annimmt, fällt die Fadenspannung bei der voll werdenden Spule nicht ab.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Außendurchmesser der Glocke von
deren unteren Rand mit dem kleinsten Glockenaußendurchmesser bis zum größten Glockenaußendurohmesser
allmählich zunimmt, und damit zwar derart, daß die Durchmesserzunahme angenähert
der größten Neigung des sich beim Umlaufen der Spindel bildenden Fadenballons gegenüber
der Vertikalen entspricht.
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Auf Grund einer mathematischen Untersuchung kann eine Formel abgeleitet
werden, die die dem unteren Glockenende in Abhängigkeit von der Garnnummer, den
Abmessungen der Maschine sowie der Glocke und den Arbeitsbedingungen zu gebende
Form angibt, wobei die Form eine Kurve mit gegebener Charakteristik ist. Diese Form
muß in der Praxis jedoch auf Grund der Adhäsionsneigung, zwischen Faden und Glocke,
die bei der mathematischen Lösung nicht berücksichtigt ist, etwas abgeändert werden.
Es wurde festgestellt, d@aß eine Schräge am unteren Glockenende mit einem etwas
größeren Winkel zur Senkrechten als dem, welcher durch die Berechnung ermittelt
wurde, zufriedenstellend arbeitet. Die Form des Ballons sowie die Faden- oder Garnspannung
sind durch die Form und Größe der Glocke am Berührungspunkt bestimmt. Die Lage des
Berührungspunktes hängt von der Spulengröße ab. Durch zweckentsprechende Formgebung
der unteren Glockenkante wird erreicht, daß für alle Berührungspunkte, und zwar
für alle Spulengrößen, dieselbe Ballonform und Fadenspannung zumindest angenähert
erzeugt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in den
Zeichnungen dargestellt, es zeigt Fig. i eine schematische Darstellung der üblichen
Anordnung, Fig.2 ein Diagramm, welches die theoretische Kurvenform am Fuß der Glocke
darstellt, Fi.g. 3 eine Ansicht eines unteren nach oben abgebrochenen Glockenteils
gemäß der Erfindung, Fig. q. bis 7 Ballonprofile, die bei verschieden großer Füllung
der Spule erzielt wurden, wobei ein feines Garn verwendet wurde. Hierbei wurde eine
erfindungsgemäß geformte Glocke verwendet, Fig. 8 bis i i die unter gleichen Bedingungen
gezeigten Ballonprofile mit Glocken bekannten Profils.
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In Fig. i, welche die übliche Anordnung beim Glockenspinnen darstellt,
wird der Faden i durch ein Walzenpaar 2 einem ortsfesten Fadenführer 3 zugeführt,
von wo er zur Spinnspule q. läuft, auf welche er aufgewickelt wird. Eine feststehende
Glocke 5 ruht auf der stillstehenden Spindel 6, auf welcher eine durch einen Wirtes
angetriebene Spule ¢ umläuft. Der Faden wird durch die untere Glockenkante der Aufwickelspule
zugeführt, der außer der Drehung um die Spindel 6 auch noch eine axiale auf und
ab gerichtete Bewegung erteilt wird. Zwischen dem ortsfesten Fadenführer 3 und der
Glockenkante nimmt das zu spinnende Garn die Form eines Ballons 7 an. Ein Teil des
Fadenballons läuft frei fliegend um, ein Teil desselben kann sich aber auch um den
unteren Teil der Glocke herumlegen. Gemäß der Erfindung ist der untere Glockenteil
so geformt, daß er nach seiner
unteren Kante hin im Duchm-esser
progressiv abnimmt. Die theoretische Form dieses sich verjüngenden Teiles wird durch
eine besondere Lösung der allgemeinen Bewegungsgleichungen für den frei fliegenden
Fadenballon bestimmt; sie entspricht der Lösung, bei welcher der Neigungswinkel
des Garns gegenüber der Senkrechten am unteren Teil des Ballons am größten ist.
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Für praktische Zwecke kann eine Abänderung gegenüber den theoretischen
Formen, welche- man mathematisch ermitteln kann, für alle vorkommenden Garnstärken
angewendet werden.
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Der untere Teil der Glocke 5 ist nach Fig. 3 mit einer äußeren Abschrägung
versehen, deren kleinster Durchmesser an der unteren Kante liegt. Die Form dieser
Abschrägung kann verschiedenartig sein. Nachstehend werden Beispiele von drei typischen
Abmessungsbereichen des angeschrägten Teiles gegeben, welche für augenblicklich
in Gebrauch befindliche Glockengrößen bestimmt sind. Die angegebenen Maße sind angenäherte.
Die Zahlenwerte beruhen auf der Annahme, daß sich der Luftwiderstand des Fadenballons
mit dem Quadrat der Geschwindigkeit ändert, was beim gewöhnlichen Spinnen auch ungefähr
zuzutreffen scheint. Der Radius an der Glockengrundfläche, d. h. der kleinste äußere
Radius an der unteren Glockenkante, sei C, die Höhe von der Glockengrundfläche bis
zur oberen Kante der Schräge sei K, die Differenz zwischen dem größten Glockenradius
und C sei d und die Höhe von der Kappengrundfläche bis zum Führungsauge sei L (vgl.
Fig.3). Dann ergeben sich für drei verschiedene Glockengrößen die folgenden ungefähren
Richtwerte I. C =i2,7 mm, K = o,12 L, d = 6,6 bis 8,9 mm 2. C = 25,4
mm, K = o,13 L, d = 9,7 - I3,5 mm 3. C=38,1 mm, K=o,14L, d=*12,2
- 16,5 mm Durch die Erfindung wird eine neue verbesserte Spinnglocke geschaffen,
mit deren Hilfe ein gleichmäßiger Faden gesponnen werden kann, da die Spannung im
Faden fast konstant gehalten werden kann oder doch zumindest weniger Schwankungen
unterworfen ist als bei den bisher üblichen Glocken.
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In Fig.4 bis 7 ist die erfindungsgemäß ausgebildete Glocke mit dem
sich gleichmäßig bildenden Ballon gezeigt, während demgegenüber in Fig. 8 bis i
i die bisher übliche Glocke mit dem je nach der Spulendicke stark schwankenden Ballon
dargestellt ist. Aus dieser Gegenüberstellung ist der erfindungsgemäß erzielte Vorteil
klar ersichtlich.