AT501829A2 - RUNNING NOZZLE FOR AN OPEN-END ROTOR SPINNING DEVICE - Google Patents
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Description
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Gamabzuasduse für eine Offenend-RotorspinnvorrichtunaGamabzuasduse for an open-end rotor spinning device
Die Erfindung betrifft eine Gamabzugsdüse für eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung bestehend aus einer metallischen Düsenfassung und wenigstens einem Keramikeinsatz, wobei der Keramikeinsatz stoffschlüssig mit der Düsenfassung verbunden ist.The invention relates to a Gamabzugsdüse for an open-end rotor spinning device consisting of a metallic nozzle holder and at least one ceramic insert, wherein the ceramic insert is materially connected to the nozzle holder.
Aus der DE 37 29 425 A1 sind Gamabzugsdüsen bekannt, bei denen ein Keramikeinsatz in eine als Halte-Ring ausgebildete Düsenfassung eingeklebt ist.From DE 37 29 425 A1 Gamabzugsdüsen are known in which a ceramic insert is glued into a trained as a holding ring nozzle holder.
In Offenend-Rotorspinnvorrichtungen wird heutzutage Gam bei sehr hohen Rotordrehzahlen gesponnen. Die Rotordrehzahlen können bei der Synthetikfaser-Verarbeitung über 100.000 min'1 und bei der Baumwoll-Verarbeitung sogar über 150.000 min'1 liegen. Das aus der Fasersammelrille des Rotors abgezogene Garn gleitet über die Oberfläche der Gamabzugsdüse und erzeugt dabei Reibungswärme. Die entstehende Reibungswärme kann durch die bekannten Garnabzugsdüsen, bei denen der Keramikeinsatz eingeklebt ist, nicht schnell genug abgeleitet werden, so dass es zu einer sehr starken Aufheizung des Keramikeinsatzes kommt. Der Keramikeinsatz kann sich an der Oberfläche so stark erhitzen, dass es zu einem Schmelzen von Synthetikfasern oder sogar zu einem Entzünden von Baumwollfasem kommt.In open-end rotor spinning devices today Gam is spun at very high rotor speeds. The rotor speeds can be over 100,000 min'1 for synthetic fiber processing and as much as 150,000 min'1 for cotton processing. The yarn drawn from the fiber collecting groove of the rotor slides over the surface of the yarn drawing nozzle, thereby generating frictional heat. The resulting frictional heat can not be dissipated quickly enough by the known Garnabzugsdüsen in which the ceramic insert is glued, so that it comes to a very strong heating of the ceramic insert. The ceramic insert can heat up so much on the surface that melts synthetic fibers or even ignites cotton fibers.
Des Weiteren kommt es bei den eingeklebten Keramikeinsätzen zu einer Alterung der Klebeverbindung durch die dauernde Wärmebelastung. Die Klebstoffe weisen oft eine schlechte Wärmebeständigkeit auf und es kann zu einem Lösen der Verbindung kommen.Furthermore, it comes with the glued ceramic inserts to an aging of the adhesive bond by the continuous heat load. The adhesives often have poor heat resistance and may cause the compound to dissolve.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 85 32 266 ist eine Gamabzugsdüse bekannt, bei der ein Keramikeinsatz in eine metallische Düsenfassung eingeklebt ist und zusätzlich durch Verformung der Düsenfassung formschlüssig gesichert ist. Die Düsenfassung ist zweiteilig ausgebildet, wobei -3- der den Keramikeinsatz haltende Teil mit einem ein Gewinde aufweisenden Teil verlötet ist. Hierdurch kann das den Keramikeinsatz haltende Teil der Düsenfassung als Blechziehteil ausgebildet sein. Eine derartige Ausgestaltung der Garnabzugsdüse verhindert zwar ein Herausfallen des Keramikeinsatzes bei Versagen der Klebeverbindung, bringt allerdings keine Verbesserung der Wärmeableitung.From the German Utility Model 85 32 266 a Gamabzugsdüse is known in which a ceramic insert is glued into a metallic nozzle holder and is additionally secured form-fitting manner by deformation of the nozzle holder. The nozzle holder is formed in two parts, wherein -3- of the ceramic insert holding part is soldered to a threaded part having. As a result, the part of the nozzle holder holding the ceramic insert can be designed as a sheet-metal drawing part. Although such an embodiment of the Garnabzugsdüse prevents falling out of the ceramic insert in case of failure of the adhesive bond, but brings no improvement in heat dissipation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine wärmebeständige und dauerfeste Verbindung zwischen Keramikeinsatz und Düsenfassung zu schaffen und die Wärmeableitung von dem Keramikeinsatz zu verbessern.The invention is based on the object to provide a heat-resistant and durable bond between the ceramic insert and nozzle holder and to improve the heat dissipation of the ceramic insert.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Keramikeinsatz in die Düsenfassung eingelötet ist.The object is achieved in that the ceramic insert is soldered into the nozzle holder.
Das Verlöten hat den Vorteil, dass die Wärme sehr gut von dem Keramikeinsatz durch das metallische Lot an die Düsenfassung abgeleitet wird. Die Lötverbindung weist eine hohe Wärmebelastbarkeit im Betriebszustand auf und ist außerdem dauerfest und altert nicht. Zum Einlöten werden vorteilhaft Lote mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Silberlote, eingesetzt.The soldering has the advantage that the heat is very well dissipated from the ceramic insert by the metallic solder to the nozzle socket. The solder joint has a high heat load capacity in the operating state and is also durable and does not age. For soldering advantageously solders with high thermal conductivity, such as silver solders used.
Außerdem ist es vorteilhaft für die gute Benetzung des Keramikeinsatzes, wenn das Lot Legierungselemente enthält, die eine chemische Reaktion mit dem Keramikwerkstoff eingehen, wie beispielsweise Titan.In addition, it is advantageous for the good wetting of the ceramic insert when the solder contains alloying elements that undergo a chemical reaction with the ceramic material, such as titanium.
Bei einer Variante der Erfindung kann es vorteilhaft sein, den Keramikeinsatz vor dem Verlöten an den die Lötfuge bildenden Flächen zu metallisieren. Die Metallisierung bewirkt ein gutes Benetzungsverhalten des Lotes auch ohne chemisch reagierende Legierungselemente.In a variant of the invention, it may be advantageous to metallize the ceramic insert prior to soldering to the surfaces forming the solder joint. The metallization causes a good wetting behavior of the solder even without chemically reacting alloying elements.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Gamabzugsdüse. Vorteilhaft bei der Herstellung von Garnabzugsdüsen durch Verlöten ist, dass sich das Lötverfahren sehr gut automatisieren lässt. Dadurch kann eine hohe Reproduzierbarkeit und Qualität der Abzugsdüsen gewährleistet werden.The invention also relates to a method for producing such a yarn draw nozzle. An advantage of the production of Garnabzugsdüsen by soldering is that the soldering process can be automated very well. As a result, a high reproducibility and quality of the discharge nozzles can be ensured.
Das Herstellverfahren wird besonders einfach, wenn das Lot schon vor dem Erhitzen in die Fuge zwischen Keramikeinsatz und Düsenfassung eingebracht wird. Dies kann vorteilhaft dadurch geschehen, dass das Lot in Form von ausgestanzten Folienstreifen voriiegt, die beim Einsetzen des Keramikeinsatzes in die Düsenfassung in die Lötfuge eingelegt werden. Zum Verlöten der -4-The manufacturing process becomes particularly easy if the solder is introduced into the joint between ceramic insert and nozzle holder before heating. This can advantageously take place in that the solder voriiegt in the form of punched foil strips, which are inserted when inserting the ceramic insert in the nozzle holder in the solder joint. For soldering the -4-
Garnabzugsdüse braucht diese dann nur noch auf die gewünschte Löttemperatur erwärmt zu werden. Dieser Vorgang erfordert keine manuelle Tätigkeit und ist deshalb sehr gut automatisierbar. Für eine gute Verbindung zwischen Keramikeinsatz und Düsenfassung kann es vorteilhaft sein, den Lötvorgang unter einer Schutzatmosphäre, beispielsweise aus einem Edelgas, oder sogar im Vakuum durchzuführen.Garnabzugsdüse then needs this only to be heated to the desired soldering temperature. This process requires no manual activity and is therefore very easy to automate. For a good connection between ceramic insert and nozzle holder, it may be advantageous to carry out the soldering process under a protective atmosphere, for example from a noble gas, or even in a vacuum.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of an embodiment.
Es zeigt:It shows:
Figur 1 in vergrößerter Darstellung einen Axialschnitt durch einen Teil einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung im Bereich der erfindungsgemäßen Garnabzugsdüse.1 shows an enlarged view of an axial section through part of an open-end rotor spinning device in the range Garnabzugsdüse invention.
Die in Figur 1 nur teilweise dargestellte Offenend-Rotorspinnvorrichtung enthält einen Spinnrotor 1, der aus einem Rotorteller 2 und einem darin eingepressten Schaft 3 besteht. Der Schaft 3 ist in nicht dargestellter Weise gelagert und angetrieben. Der Rotorteller 2 rotiert bei Betrieb in einer Unterdruckkammer 4, die durch ein Rotorgehäuse 5 gebildet ist, welches in nicht dargestellter Weise an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist.The open-end rotor spinning device shown only partially in FIG. 1 contains a spinning rotor 1, which consists of a rotor cup 2 and a shaft 3 pressed therein. The shaft 3 is mounted and driven in a manner not shown. The rotor cup 2 rotates during operation in a vacuum chamber 4, which is formed by a rotor housing 5, which is connected in a manner not shown to a vacuum source.
Der Rotorteller 2 weist eine sich konisch zu einer Fasersammelrille 6 erweiternde Fasergleitfläche 7 auf. In der Fasersammelrille 6 hat der hohle Innenraum des Rotortellers 2 seinen größten Durchmesser. Der Spinnrotor 1 lässt sich durch eine vordere Öffnung 8 des Rotorgehäuses 5 zur Bedienungsseite der Offenend-Spinnvorrichtung hin herausziehen. Bei Betrieb ist diese Öffnung 8 des Rotorgehäuses 5 zusammen mit der offenen Vorderseite 9 des Rotortellers 2 durch eine wegbewegbare Abdeckung 10 verschlossen. Die Abdeckung 10 legt sich unter Zwischenschaltung einer Ringdichtung 11 dann an das Rotorgehäuse 5 an.The rotor cup 2 has a fiber sliding surface 7 that widens conically to a fiber collecting groove 6. In the fiber collecting groove 6, the hollow interior of the rotor cup 2 has its largest diameter. The spinning rotor 1 can be pulled out through a front opening 8 of the rotor housing 5 to the operating side of the open-end spinning device. In operation, this opening 8 of the rotor housing 5 is closed together with the open front side 9 of the rotor cup 2 by a wegbewegbare cover 10. The cover 10 then places itself with the interposition of a ring seal 11 to the rotor housing 5.
Die Abdeckung 10 enthält einen außerhalb der Zeichenebene liegenden Faserzuführkanal 12, der in nicht dargestellter bekannter Weise an einer Aufiösewalze beginnt und dessen Mündung 13 gegen die Faserleitfläche 7 gerichtet ist. Durch die Wirkung der genannten Unterdruckquelle werden bei Betrieb durch die Aufiösewalze vereinzelte Fasern durch den Faserzuführkanal 12 hindurch gegen die Fasergleitfläche 7 geschossen, von wo sie in die Fasersammelrille 6 gleiten, -5- dort einen Faserring bilden und in bekannter Weise als strichpunktiert dargestelltes Garn 14 in axialer Richtung des Schaftes 3 abgezogen werden. Die über den Faserzufuhrkanal 12 angesaugte Transportluft kann über einen Überströmspalt 15 an der offenen Vorderseite 9 des Spinnrotors 1 abfließen.The cover 10 includes an out-of-plane Faserzuführkanal 12, which begins in a manner not shown on a Aufiösewalze and the mouth 13 is directed against the Faserleitfläche 7. Due to the action of said negative pressure source fibers are shot through the Faserzuführkanal 12 through operation against the Fasergleitfläche 7, from where they slide into the fiber collecting groove 6, there form a fiber ring and in a known manner as a dot-dash line yarn 14 shown in operation by the Aufiösewalze be withdrawn in the axial direction of the shaft 3. The sucked on the fiber feed channel 12 transport air can flow through a Überströmspalt 15 at the open front side 9 of the spinning rotor 1.
Das ersponnene Garn 14 wird zunächst aus der Fasersammelrilie 6 wenigstens annähernd in einer zum Schaft 3 liegenden Normalebene des Spinnrotors 1 und anschließend über einen Garnabzugskanal 16 entsprechend der Abzugsrichtung A mittels eines nicht dargestellten Abzugswalzenpaares abgezogen und einer ebenfalls nicht dargestellten Auflaufspule zugeführt. Der Garnabzugskanal 16 liegt zumindest in seinem Anfangsbereich koaxial zum Schaft 3 des Spinnrotors 1, so dass das die Fasersammelrilie 6 verlassende Gam 14 zunächst um etwa 90 ° umgelenkt wird, wobei das Garn 14 in der genannten Normalebene zugleich kurbelartig umläuft.The spun yarn 14 is first withdrawn from the fiber collecting pile 6 at least approximately in a plane lying normal to the shaft 3 of the spinning rotor 1 and then via a Garnabzugskanal 16 corresponding to the withdrawal direction A by means of a pair of withdrawal rollers, not shown, and fed to a package, also not shown. The Garnabzugskanal 16 is at least in its initial region coaxial with the shaft 3 of the spinning rotor 1, so that the fiber collecting Gamle 6 leaving Gam 14 is first deflected by about 90 °, the yarn 14 in the same normal plane at the same time rotates like a crank.
Dem Umlenken des Garnes 14 aus der genannten Normalebene in den Garnabzugskanal 16 dient eine Garnabzugsdüse 17, die mit einem im Wesentlichen trichterförmig gewölbten Garnumlenkbereich 18 an einer in der Normalebene liegenden Schnittfläche 19 beginnt und in einem Düsenschlund 20 übergeht. Die Garnabzugsdüse 17 besteht aus einem Keramikeinsatz 21, der in eine metallische Düsenfassung 22 eingesetzt und stoffschlüssig verbunden ist. Die Düsenfassung 22 kann mittels Haltemagneten 23 an der Abdeckung 10 gehalten werden oder in nicht dargestellter Weise in die Abdeckung 10 eingeschraubt sein.The diverting of the yarn 14 from the said normal plane into the yarn withdrawal duct 16 is served by a yarn draw-off nozzle 17, which begins with a substantially funnel-shaped curved yarn deflection region 18 at a cut surface 19 lying in the normal plane and merges into a nozzle throat 20. The Garnabzugsdüse 17 consists of a ceramic insert 21 which is inserted into a metallic nozzle holder 22 and connected cohesively. The nozzle holder 22 can be held by means of holding magnets 23 on the cover 10 or be screwed into the cover 10 in a manner not shown.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die kurbelartige Umlaufgeschwindigkeit des Garnes 14 sehr viel größer ist als die Geschwindigkeit des Garnes 14 in Abzugsrichtung A. Auf Grund des kurbelartigen Umlaufes des abgezogenen Garnes 14 an der Stirnfläche 19 läuft das Gam 14 im Innern der Gamabzugsdüse 17 ballonartig um, wobei es durch Fliehkräfte an die Wandungen des Gamumlenkbereiches 18 und des Düsenschlundes 20 gedrückt wird. Man kann sich diesen Umstand zunutze machen, in dem man an den Wandungen Strukturen ausbildet, beispielsweise Erhöhungen oder Kerben vorsieht, die vom Garn 14 auf Grund der Ballonbildung kontaktiert werden. Die Strukturen an den Wandungen können der Erhöhung der Spinnstabilität oder der Beeinflussung der Gamhaarigkeit dienen. Aus fertigungstechnischen Gründen kann es vorteilhaft sein, den Keramikeinsatz 21 mehrteilig auszubilden, und beispielsweise den Garnumlenkbereich 18 und den Düsenschlund 20 jeweils als separates Teil in die Düsenfassung 22 einzusetzen.It should be noted at this point that the crank-like rotational speed of the yarn 14 is much greater than the speed of the yarn 14 in the withdrawal direction A. Due to the crank-like circulation of the drawn yarn 14 at the end face 19, the yarn 14 runs inside the yarn draw nozzle 17 balloon-like, wherein it is pressed by centrifugal forces on the walls of Gamumlenkbereiches 18 and the nozzle throat 20. One can take advantage of this fact by forming structures on the walls, for example by providing ridges or notches, which are contacted by the yarn 14 due to balloon formation. The structures on the walls can serve to increase the stability of the spin or the influence of the Gamhaarigkeit. For manufacturing reasons, it may be advantageous to form the ceramic insert 21 in several parts, and for example to use the Garnumlenkbereich 18 and the nozzle throat 20 each as a separate part in the nozzle holder 22.
Durch das an die Wandungen des Gamumlenkbereiches 18 und des Düsenschlundes 20 angedrückte Garn entsteht Reibungswärme, die zur Erwärmung des Keramikeinsatzes 21 führt. -6- • ·· ·« ·· • · • · • · ·· · · · · · • ··· · · · • · · ··· · • · · · · ··· ·♦ ♦· ♦···By the pressed against the walls of Gamumlenkbereiches 18 and the nozzle throat 20 yarn generates frictional heat, which leads to the heating of the ceramic insert 21. -6- • ··· «···················································································································································································································· ···
Bei hohen Drehzahlen des Spinnrotors 1 kann dies zu einer so starken Erwärmung des Keramikeinsatzes 21 führen, dass das Material des Games 14 geschädigt wird.At high rotational speeds of the spinning rotor 1, this can lead to such a strong heating of the ceramic insert 21, that the material of the game 14 is damaged.
Die bekannten Garnabzugsdüsen 17, bei denen der Keramikeinsatz 21 an einer Fuge 24 in die Düsenfassung 22 eingeklebt ist, haben den Nachteil, dass die Wärme aus dem Keramikeinsatz 21 nur sehr schlecht an die Düsenfassung 22 und die Abdeckung 10 abgeleitet wird, da die Klebstoffe in der Regel eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweisen.The known Garnabzugsdüsen 17, in which the ceramic insert 21 is glued to a joint 24 in the nozzle holder 22, have the disadvantage that the heat from the ceramic insert 21 is very poorly discharged to the nozzle holder 22 and the cover 10, since the adhesives in usually have a very poor thermal conductivity.
Zur Verbesserung der Wärmeleitung von dem Keramikeinsatz 21 auf die Düsenfassung 22 ist vorgesehen, den Keramikeinsatz 21 in die Düsenfassung 22 einzulöten. Das Lot weist als metallischer Werkstoff eine wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit als Klebstoffe auf. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Lotes mit sehr hoher Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise eines Silberlotes.To improve the heat conduction from the ceramic insert 21 to the nozzle holder 22, it is provided to solder the ceramic insert 21 into the nozzle holder 22. The solder has a much higher thermal conductivity than adhesives as a metallic material. Particularly advantageous is the use of a solder with very high thermal conductivity, such as a silver solder.
Bei der Herstellung der Abzugsdüse 17 kann es vorteilhaft sein, das Lot in die Fuge 24 zwischen dem Keramikeinsatz 21 und der Düsenfassung 22 einzubringen, bevor die Teile auf die Löttemperatur erhitzt werden. Dies kann besonders einfach geschehen, indem ausgestanzte Formteile oder Folienstreifen aus dem Lotmaterial in die Fuge 24 eingelegt werden. Die Düsenfassung 22 mit dem eingelegten Lot und dem eingesetzten Keramikeinsatz 21 braucht dann nur noch auf die Löttemperatur erhitzt zu werden. Dies ist ein Vorgang, der sich sehr gut automatisieren lässt und eine hohe Qualität bei guter Reproduzierbarkeit gewährleistet.In the manufacture of the discharge nozzle 17, it may be advantageous to introduce the solder into the joint 24 between the ceramic insert 21 and the nozzle holder 22 before the parts are heated to the soldering temperature. This can be done in a particularly simple manner by inserting punched-out molded parts or film strips from the solder material into the joint 24. The nozzle holder 22 with the inserted solder and the ceramic insert 21 used then only needs to be heated to the soldering temperature. This is a process that can be automated very well and ensures high quality with good reproducibility.
Zur Verbesserung der Qualität der Lötverbindung ist es vorteilhaft, wenn der Lötvorgang unter einer Schutzatmosphäre beispielsweise aus Edelgas, oder im Vakuum durchgeführt wird. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn Maßnahmen vorgesehen werden, die die Verbindung des Lotes mit dem Material des Keramikeinsatzes 21 verbessern. Dies können beispielsweise Legierungselemente in dem verwendeten Lot wie beispielsweise Titan sein, die eine chemische Reaktion mit der Keramik eingehen. Außerdem kann es vorteilhaft sein den Keramikeinsatz an seinen die Fuge 24 bildenden Flächen zu metallisieren. Eine Metallisierung kann durch Aufdampfen eines Metalls erzeugt werden und begünstigt die Benetzung des Keramikeinsatzes 21 mit dem Lotwerkstoff.To improve the quality of the solder joint, it is advantageous if the soldering process is carried out under a protective atmosphere, for example of inert gas, or in a vacuum. Moreover, it is advantageous if measures are provided which improve the connection of the solder with the material of the ceramic insert 21. These may be, for example, alloying elements in the solder used, such as titanium, which undergo a chemical reaction with the ceramic. In addition, it may be advantageous to metallize the ceramic insert on its surfaces forming the joint 24. Metallization can be generated by vapor deposition of a metal and favors the wetting of the ceramic insert 21 with the solder material.
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Effective date: 20160515 |