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Dokumentenidentifikation DE102006007703A1 23.08.2007
Titel Offenend-Spinnvorrichtung und Spinnrotor
Anmelder Wilhelm Stahlecker GmbH, 73326 Deggingen, DE
Erfinder Loos, Bernd, 73326 Deggingen, DE;
Baur, Günter, 73079 Süßen, DE;
Riedel, Frank, 73061 Ebersbach, DE;
Burchert, Mathias, 73760 Ostfildern, DE
Vertreter Patentanwälte Ruff, Wilhelm, Beier, Dauster & Partner, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 13.02.2006
DE-Aktenzeichen 102006007703
Offenlegungstag 23.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.08.2007
IPC-Hauptklasse D01H 4/08(2006.01)A, F, I, 20060213, B, H, DE
IPC-Nebenklasse D01H 4/10(2006.01)A, L, I, 20060213, B, H, DE   
Zusammenfassung Eine Offenend-Spinnvorrichtung enthält einen einen Rotorteller aufweisenden Spinnrotor und eine Garnabzugsdüse. Der Rotorteller weist eine der Garnabzugsdüse zugewandte offene Vorderseite und in seinem Inneren eine konvex ausgebildete Fasergleitfläche, eine Fasersammelrille sowie eine der offenen Vorderseite gegenüberliegende Rückwand auf. Ein in der Fasersammelrille gebildetes Garn wird in Form eines kurbelartig um die Garnabzugsdüse rotierenden Garnschenkels aus der Fasersammelrille abgezogen und von der Garnabzugsdüse in einen koaxial zum Spinnrotor verlaufenden Garnabzugskanal umgelenkt. Die Rückwand enthält einen Bereich, der den Garnschenkel aus einer gedachten kürzesten Verbindungslinie zwischen Fasersammelrille und Garnabzugsdüse in Richtung der Vorderseite des Rotortellers auslenkt. Des Weiteren ist ein Spinnrotor für eine derartige Offenend-Spinnvorrichtung beschrieben.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem einen Rotorteller aufweisenden Spinnrotor und mit einer Garnabzugsdüse, wobei der Rotorteller eine der Garnabzugsdüse zugewandte offene Vorderseite und in seinem Inneren eine konvex ausgebildete Fasergleitfläche, eine Fasersammelrille sowie eine der offenen Vorderseite gegenüberliegende Rückwand aufweist, wobei ein in der Fasersammelrille gebildetes Garn in Form eines kurbelartig um die Garnabzugsdüse rotierenden Garnschenkels aus der Fasersammelrille abgezogen wird und von der Garnabzugsdüse in einen koaxial zum Spinnrotor verlaufenden Garnabzugskanal umgelenkt wird.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Spinnrotor für eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem Rotorteller, der eine offene Vorderseite und in seinem Inneren eine konvex ausgebildete Fasergleitfläche, eine Fasersammelrille sowie eine der offenen Vorderseite gegenüberliegende Rückwand aufweist.

Aus der deutschen Patentschrift 16 85 921 und der deutschen Offenlegungsschrift 17 10 042 sind Offenend-Spinnvorrichtungen und Spinnrotoren der eingangs genannten Art bekannt. Die Rotorteller der bekannten Spinnrotoren weisen eine – im Axialschnitt des Rotortellers gesehen – konvex ausgebildete Fasergleitfläche auf, die durch einen Radius gebildet wird. Eine konvexe Fasergleitfläche hat dabei den Vorteil, dass die auf die Fasergleitfläche aufgespeisten Fasern auf ihrem Weg in die Fasersammelrille eine zur Fasersammelrille hin zunehmende Beschleunigung erfahren. Die zunehmende Beschleunigung kann zur Faserstreckung beitragen und zu einer Verbesserung der Garnqualität führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Offenend-Spinnvorrichtung und einen Spinnrotor der eingangs genannten Art weiter zu verbessern.

Die Aufgabe wird bei der Offenend-Spinnvorrichtung dadurch gelöst, dass die Rückwand einen den Garnschenkel aus einer gedachten kürzesten Verbindungslinie zwischen Fasersammelrille und Garnabzugsdüse auslenkenden Bereich enthält, wobei dieser Bereich der Rückwand den Garnschenkel in Richtung der Vorderseite des Rotortellers ablenkt.

Beim Spinnrotor wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine gedachte, senkrecht zur Rotationsachse des Rotortellers orientierte Ebene durch den am weitesten von der Vorderseite entfernten Bereich der Fasersammelrille wenigstens an einer Stelle von der Rückwand durchbrochen wird, wobei die Rückwand an dieser Stelle einen in Richtung der Vorderseite des Rotortellers überhöhten Bereich über der gedachten Ebene bildet.

Eine derartige Ausführung des Rotortellers kann auch als „Fasersammelrille mit Hinterschnitt" bezeichnet werden. Wenn man von der Garnabzugsdüse in Richtung der Fasersammelrille blickt, dann ist die Fasersammelrille nicht direkt zu sehen, da sie hinter dem überhöhten Bereich der Rückwand – zumindest teilweise – verborgen ist. In dieser Blickrichtung ist die Fasersammelrille also sozusagen „mit Hinterschnitt" ausgeführt.

Derartige Rotorteller, bei denen die Fasersammelrille einen Hinterschnitt aufweist, sind an sich seit mehr als 25 Jahren aus den deutschen Offenlegungsschriften 17 10 038, 23 40 600 und 30 18 474 Stand der Technik. Die Rotorteller bei denen die Rückwand einen überhöhten Bereich aufweist, der den Garnschenkel in Richtung der offenen Vorderseite des Rotortellers ablenkt, konnten sich in der Praxis allerdings nie durchsetzen. Überraschenderweise hat es sich nun gezeigt, dass durch die Kombination einer konvex ausgebildeten Fasergleitfläche und einer Fasersammelrille mit Hinterschnitt eine Verbesserung der Garnqualität, insbesondere der Reißfestigkeit und der Gleichmäßigkeit, erreicht werden kann.

Bei der Offenend-Spinnvorrichtung ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Fasersammelrille in etwa in derselben Ebene wie die Stirnseite der Garnabzugsdüse liegt. Wenn die gedachte kürzeste Verbindungslinie zwischen Fasersammelrille und Garnabzugsdüse im Wesentlichen in einer senkrecht zur Rotationsachse des Rotortellers orientierten Ebene liegt, wird das Garn in vorteilhafter Weise an der Garnabzugsdüse im Wesentlichen um einen rechten Winkel umgelenkt.

Es ist vorteilhaft, wenn der überhöhte Bereich der Rückwand des Rotortellers eine Höhe über der gedachten Verbindungslinie bzw. beim Spinnrotor über der gedachten Ebene von unter 2 mm, insbesondere von unter 1 mm, aufweist. Der überhöhte Bereich kann vorzugsweise eine Höhe von etwa 0,1 bis 1,5 mm, insbesondere von 0,1 bis 0,5 mm, aufweisen. Die Höhe des überhöhten Bereiches über der gedachten Ebene ist ein Maß für die Größe des Hinterschnittes der Fasersammelrille.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass ein radialer Abstand von 0,5 bis 10 mm, insbesondere von 1 bis 3 mm, zwischen der Fasersammelrille und der Mitte des überhöhten Bereiches vorgesehen ist. Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, dass der überhöhte Bereich auf der der Fasersammelrille zugewandten Seite eine Kegelmantelfläche mit einem Winkel von 89° bis 50°, insbesondere von 80° bis 60°, zur Rotationsachse des Rotortellers aufweist.

Die genannten Abmessungen und Zahlenwerte sind durch Versuche ermittelt worden und haben eine Verbesserung der Garnwerte gezeigt. Insbesondere bei kleinen Spinnrotoren, deren Fasersammelrille einen Durchmesser von weniger als 40 mm hat, und die üblicherweise eine insgesamt weniger steil geneigte Fasergleitfläche haben, ist eine Kombination einer konvexen Fasergleitfläche und einer Fasersammelrille mit Hinterschnitt vorteilhaft.

Die Eigenschaft „konvex" der Fasergleitfläche soll im Sinne der vorliegenden Erfindung wie folgt definiert sein: Im Axialschnitt des Rotortellers gesehen nimmt der Winkel zwischen einer Tangente an die Fasergleitfläche und der Rotationsachse des Rotortellers in Richtung zur Fasersammelrille hin zu. Die Zunahme des Winkels zwischen der Tangente und der Rotationsachse kann dabei stetig erfolgen, beispielsweise durch die bekannte Ausgestaltung als Radius. Eine konvexe Fasergleitfläche kann aber genauso gut auch einen unstetig zunehmenden Winkel der Tangente aufweisen, beispielsweise indem die Kontur der Fasergleitfläche im Axialschnitt aus Geradenstücken zusammengesetzt wird. Die Geradenstücke können dabei mit oder ohne Übergangsradien aneinandergesetzt werden. Alternativ kann auch eine beliebig geformte Kurve eine konvexe Fasergleitfläche bilden.

Der Übergang der Fasergleitfläche zur Fasersammelrille kann dabei unterschiedlich gestaltet sein. Beispielsweise kann sich der Winkel zwischen der Tangente an die Fasergleitfläche und der Rotationsachse des Rotortellers, wie es beim oben beschriebenen Stand der Technik der Fall ist, stetig bis in die Fasersammelrille hinein vergrößern. Es ist dann praktisch nicht mehr zu identifizieren, wo die Fasergleitfläche aufhört und wo die Fasersammelrille beginnt. Alternativ hierzu kann jedoch zwischen der Fasergleitfläche und der Fasersammelrille eine definierte Kante vorgesehen sein, die die Fasersammelrille von der Fasergleitfläche trennt. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, wenn der Winkel zwischen der Tangente an die Fasergleitfläche und der Rotationsachse des Rotortellers nicht mehr als 45° beträgt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele.

Es zeigen:

1 einen stark vergrößerten Axialschnitt entlang der Rotationsachse eines Rotortellers einer nur teilweise dargestellten Offenend-Spinnvorrichtung,

2 eine teilweise dargestellte Variante der 1, bei der das Garn an der Garnabzugsdüse um mehr als 90° umgelenkt wird,

3 eine teilweise dargestellte Variante eines Rotortellers im Bereich der Fasersammelrille.

In 1 ist ein Teil einer Offenend-Spinnvorrichtung dargestellt. Die Offenend-Spinnvorrichtung enthält im Wesentlichen einen Spinnrotor 1, der aus einem Rotorteller 2 und einem Rotorschaft 3 besteht. Der Rotorschaft 3 ist mit dem Rotorteller 2 drehfest verbunden und ist in nicht dargestellter Weise gelagert und antreibbar. Der Rotorteller 2 weist eine offene Vorderseite 4 und eine der offenen Vorderseite 4 gegenüberliegende Rückwand 5 auf. In seinem Inneren 6 enthält der Rotorteller 2 eine konvex ausgebildete Fasergleitfläche 7 und eine Fasersammelrille 8.

Der Rotorteller 2 ist in nicht dargestellter Weise von einem unter Unterdruck stehenden Rotorgehäuse umgeben, das durch ein wegbewegbares Deckelelement verschließbar ist. An dem Deckelelement bzw. an einem darin eingesetzten Kanalplattenadapter ist ein Fortsatz 9 angebracht, der in das Innere 6 des Rotortellers 2 hineinragt. Der Fortsatz 9 weist einen Faserzuführkanal 10 auf, durch den in einer nicht dargestellten Auflöseeinrichtung, beispielsweise durch eine Auflösewalze mit einer Zahngarnitur, bereitgestellte Einzelfasern in den Spinnrotor 1 zugespeist werden. Der Faserzuführkanal 10 ist gestrichelt dargestellt, da er nicht in der Zeichenebene verläuft. Die Fasern gelangen aus dem Faserzuführkanal 10 auf die Fasergleitfläche 7 und gleiten darauf bis in die Fasersammelrille 8. Aus dem sich in der Fasersammelrille 8 ablagernden Faserring wird dann das Garn 11 gebildet und im Wesentlichen in einer senkrecht zu der gestrichelt dargestellten Rotationsachse 12 des Rotortellers liegenden Ebene 13 abgezogen. Das Garn 11 wird dann durch eine in den Fortsatz 9 eingesetzte Garnabzugsdüse 14 um etwa 90° umgelenkt und durch einen koaxial zum Spinnrotor 1 liegenden Garnabzugskanal 15 in Abzugsrichtung A abgezogen und einer nicht dargestellten Aufspuleinrichtung zugeführt. Der im Wesentlichen in der Ebene 13 liegende Garnschenkel 16 wird durch die Rotation des Spinnrotors 1 mitgenommen und läuft kurbelartig um. Durch den kurbelartigen Umlauf erhält das Garn 11 seine Spinndrehung.

Wie eingangs schon erwähnt, soll die Konvexität der Fasergleitfläche 7 durch den Winkel B zwischen der Tangente 17 an die Fasergleitfläche 7 und der Rotationsachse 12 des Rotortellers 2 definiert werden. Der Winkel B soll sich in Richtung zur Fasersammelrille 8 hin immer weiter vergrößern, so dass die auf die Fasergleitfläche 7 gespeisten Fasern während ihrer Gleitbewegung zu der Fasersammelrille 8 eine immer weiter zunehmende Beschleunigung erfahren.

An der Rückwand 5 ist ein Bereich 18 vorgesehen, der den Garnschenkel 16 aus einer gedachten kürzesten Verbindungslinie 19 zwischen Fasersammelrille 8 und Garnabzugsdüse 14 in Richtung der Vorderseite 4 des Rotortellers 2 auslenkt. Das Garn 11 kann also nicht ungehindert aus der Fasersammelrille 8 abgezogen werden, sondern berührt noch die Rückwand 5 in dem Bereich 18. Blickt man von der Garnabzugsdüse 14 entlang der kürzesten Verbindungslinie 19 in Richtung der Fasersammelrille 8 so liegt die Fasersammelrille 8 mit einem Hinterschnitt zumindest teilweise hinter dem überhöhten Bereich 18 verborgen. Bei der in 1 gewählten Anordnung liegt die Verbindungslinie 19 im Wesentlichen in der Ebene 13.

Zur maßlichen Definition des Bereichs 18 am Spinnrotor 1 soll nun eine gedachte Ebene 13 definiert werden, die senkrecht zur Rotationsachse 12 des Rotortellers 2 orientiert ist. Die gedachte Ebene 13 ist strichpunktiert dargestellt und wird so gelegt, dass sie durch den am weitesten von der Vorderseite 4 des Rotortellers 2 entfernten Bereich 20 der Fasersammelrille 8 verläuft. Anders ausgedrückt, soll die Ebene 13 tangential in den Radius 21 der Fasersammelrille 8 übergehen. Die Rückwand 5 des Rotortellers 2 durchbricht die gedachte Ebene 13 an der Stelle 22 und bildet dort einen in Richtung der Vorderseite 4 des Rotortellers 2 überhöhten Bereich 18 über der gedachten Ebene 13. Die Höhe C des überhöhten Bereichs 18 wird dabei von der gedachten Ebene 13 aus bis zur der höchsten Stelle 23 des überhöhten Bereiches 18 gemessen. Der überhöhte Bereich 18 weist eine Höhe C über der gedachten Ebene 13 von etwa 0,1 bis 1,5 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 mm, auf. Zwischen der Fasersammelrille 8 an ihrem größten Durchmesser und der höchsten Stelle 23 des überhöhten Bereiches 18 ist ein radialer Abstand D von 0,5 bis 10 mm, insbesondere von 1 bis 3 mm, vorgesehen.

In 2 ist eine andere Variante der Offenend-Spinnvorrichtung aus 1 dargestellt, bei der die Lage der Fasersammelrille 8 in Bezug auf die Garnabzugsdüse 14 verändert ist, so dass das Garn um wesentlich mehr als 90° von der Garnabzugsdüse 14 umgelenkt wird. Alternativ könnte die Fasersammelrille 8 in nicht dargestellter Weise auch so positioniert werden, dass das Garn 11 um wesentlich weniger als 90° an der Garnabzugsdüse 14 umgelenkt wird. Die folgende Beschreibung zur 2 würde dann analog gelten. Auch bei der Variante nach 2 ist vorgesehen, dass die Rückwand 5 einen den Garnschenkel 16 aus der gedachten kürzesten Verbindungslinie 19 zwischen der Fasersammelrille 8 und der Garnabzugsdüse 14 auslenkenden Bereich 18 enthält, der den Garnschenkel 16 in Richtung der Vorderseite 4 des Rotortellers 2 ablenkt. Dabei ist die Fasergleitfläche 7 wiederum konvex ausgebildet. Die Höhe C des überhöhten Bereiches 18 wird hier von der kürzesten gedachten Verbindungslinie 19 ausgehend bis zu der höchsten Stelle 23 des Bereiches 18 gemessen. Der radiale Abstand D wird entlang der kürzesten gedachten Verbindungslinie 19 von der Fasersammelrille 8 bis zu der höchstens Stelle 23 gemessen. Die Maße C und D liegen bevorzugt in den oben angegebenen Größenordnungen.

In 3 ist eine Variante eines Rotortellers 2 im Bereich der Fasersammelrille 8 gezeigt. Der Rotorteller 2 enthält wiederum eine konvexe Fasergleitfläche 7, wobei der Winkel B zwischen der Tangente 17 an die Fasergleitfläche 7 und der Rotationsachse 12 des Rotortellers 2 in Richtung zur Fasersammelrille 8 hin zunimmt. Am Übergang zwischen Fasergleitfläche 7 und Fasersammelrille 8 ist jedoch noch eine Kante 24 vorgesehen, die die Fasersammelrille 8 von der Fasergleitfläche 7 trennt. Des Weiteren ist eine spezielle Ausgestaltung des überhöhten Bereiches 18 der Rückwand 5 über der gedachten Ebene 13 dargestellt. Die gedachte Ebene 13 liegt dabei genau so, wie in 1 bereits beschrieben. Es ist vorgesehen, dass der überhöhte Bereich 18 auf seiner der Fasersammelrille 8 zugewandten Seite eine Kegelmantelfläche 25 enthält. Eine derartige Kegelmantelfläche 25 bewirkt eine sanfte Auslenkung des Garnschenkels 16. Es ist vorteilhaft, wenn die Kegelmantelfläche 25 einen Winkel von 89° bis 50°, insbesondere von 80° bis 60°, zur Rotationsachse 12 des Rotortellers 2 aufweist.


Anspruch[de]
Offenend-Spinnvorrichtung mit einem einen Rotorteller (2) aufweisenden Spinnrotor (1) und mit einer Garnabzugsdüse (14), wobei der Rotorteller (2) eine der Garnabzugsdüse (14) zugewandte offene Vorderseite (4) und in seinem Inneren (6) eine konvex ausgebildete Fasergleitfläche (7), eine Fasersammelrille (8) sowie eine der offenen Vorderseite (4) gegenüberliegende Rückwand (5) aufweist, wobei ein in der Fasersammelrille (8) gebildetes Garn (11) in Form eines kurbelartig um die Garnabzugsdüse (14) rotierenden Garnschenkels (16) aus der Fasersammelrille (8) abgezogen wird und von der Garnabzugsdüse (14) in einen koaxial zum Spinnrotor (1) verlaufenden Garnabzugskanal (15) umgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwand (5) einen den Garnschenkel (16) aus einer gedachten kürzesten Verbindungslinie (19) zwischen Fasersammelrille (8) und Garnabzugsdüse (14) auslenkenden Bereich (18) enthält, wobei dieser Bereich (18) der Rückwand (5) den Garnschenkel (16) in Richtung der Vorderseite (4) des Rotortellers (2) ablenkt. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gedachte kürzeste Verbindungslinie (19) zwischen Fasersammelrille (8) und Garnabzugsdüse (14) im Wesentlichen in einer senkrecht zur Rotationsachse (12) des Rotortellers (2) orientierten Ebene (13) liegt. Spinnrotor (1) für eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem Rotorteller (2), der eine offene Vorderseite (4) und in seinem Inneren (6) eine konvex ausgebildete Fasergleitfläche (7), eine Fasersammelrille (8), sowie eine der offenen Vorderseite (4) gegenüberliegende Rückwand (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine gedachte, senkrecht zur Rotationsachse (12) des Rotortellers (2) orientierte Ebene (13) durch den am weitesten von der Vorderseite (4) entfernten Bereich (20) der Fasersammelrille (8) wenigstens an einer Stelle (22) von der Rückwand (5) durchbrochen wird, wobei die Rückwand (5) an dieser Stelle (22) einen in Richtung der Vorderseite (4) des Rotortellers (2) überhöhten Bereich (18) über der gedachten Ebene (13) bildet. Spinnrotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der überhöhte Bereich (18) eine Höhe (C) über der gedachten Ebene (13) von unter 2 mm, insbesondere von unter 1 mm, aufweist. Spinnrotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der überhöhte Bereich (18) eine Höhe (C) über der gedachten Ebene (13) von etwa 0,1 bis 1,5 mm, insbesondere von 0,1 bis 0,5 mm aufweist. Spinnrotor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein radialer Abstand (D) von 0,5 bis 10 mm, insbesondere von 1 bis 3 mm, zwischen der Fasersammelrille (8) und einer höchsten Stelle (23) des überhöhten Bereiches (18) vorgesehen ist. Spinnrotor nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der überhöhte Bereich (18) auf seiner der Fasersammelrille (8) zugewandten Seite eine Kegelmantelfläche (25) mit einem Winkel (E) von 89° bis 50°, insbesondere von 80° bis 60°, zur Rotationsachse (12) des Rotortellers (2) aufweist.






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