CH647015A5 - Offenend-spinnmaschine mit einem spinnrotor. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Offenend-Spinnmaschine, deren Spinnrotor eine kegelstumpfförmige Fasergleitfläche mit einer ersten Fasergleitpartie, auf der getrennte Fasern zugeführt werden, und einer mit der ersten Fasergleitpartie verbundenen zweiten Fasergleitpartie, eine Bodenfläche und eine zwischen der zweiten Fasergleitpartie und der Bodenfläche liegende Fasersammeinut aufweist und deren zentral in den Spinnrotor ragendes Garnabzugsrohr zum Abziehen eines Garns, das durch Sammeln und Verdrehen der zugeführten Fasern in der Sammelnut gebildet wird.

Bei bekannten Offenend-Spinnmaschinen weist der Rotor eine ringförmige Wandfläche auf, die sich vom Rand eines offenen Endes des Rotors radial auswärts von der Drehachse und abwärts zum Gebiet des grössten Durchmessers erstreckt, an welcher Stelle eine Fasersammeifläche gebildet ist, in welcher die Fasern gesammelt werden. Solche Spinnmaschinen mit dem erwähnten Rotor sind im umfangreichen Gebrauch für die Massenherstellung von Garn und müssen für einen kontinuierlichen, schnellaufenden Spinnbetrieb während einer langen Zeit fähig sein. Indessen werden die Spinnrotoren von Offenend-Spinnmaschinen mit aufgelösten Fasern beschickt, welche einen bestimmten Anteil von kleinen Verunreinigungen, z.B. Staub, Schalen oder dgl., enthalten. Selbst wenn solche Verunreinigungen mit den zu einem Garn zusammengerollten Fasern in den Spinnrotor gelangen, tritt kein Einfluss auf die Garnqualität auf, weil die kritischen Verunreinigungen, z.B. solche, welche einen Garnbruch bewirken können, bereits vor dem Eintreten in den Spinnrotor, z.B. beim Kardieren und beim Strecken, entfernt wurden. Aber der Spinnrotor selbst steht einem bedeutenden Problem gegenüber, welches gelöst werden muss, damit er bei hoher Geschwindigkeit für eine lange Dauer kontinuierlich betrieben werden kann.

Da in einer Offenend-Spinnmaschine die Fasern in geöffnetem Zustand dem Spinnrotor zugeführt werden, können sich die mit den Fasern vermischten Verunreinigungen derart bewegen, dass sie beim Öffnen der Fasern frei werden. Die von den Fasern getrennten Verunreinigungen sind wegen des Unterschieds der physikalischen Eigenschaften schlecht wieder mit den Fasern zu mischen, welche in Form eines Faserbandes oder eines Faserringes in dem Fasersammelge-biet des Spinnrotors abgelagert wurden. Das heisst, die Verunreinigungen haben gewöhnlich eine grössere Masse als die Fasern und deshalb werden sie in die Fasersammeinut mit einer grösseren Zentrifugalkraft bewegt als diejenige, die auf die Fasern wirkt, mit dem Ergebnis, dass die Verunreinigungen abgelagert und sich im Bereich des grössten Durchmessers oder der engsten Partie der Fasersammeinut anhäufen, während die Fasern auf der Innenseite der Verunreinigungen gelagert sind, d.h. auf der zur Drehachse des Spinnrotors näher liegenden Seite. Wenn die Fasern durch Verdrehen in das Ende eines Garns entfernt werden, ist es schwierig zu erreichen, dass die Verunreinigungen auf der Aussenseite in das verdrehte Garn eingerollt werden, insbesondere, wenn die Verunreinigungen kubische Form aufweisen. Die im Bereich des grössten Durchmessers der Faser-sammelnut verbleibenden Verunreinigungen werden durch den starken Einfluss der Zentrifugalkraft zusammengepresst und entwickeln sich während der Dauer des Spinnbetriebs wegen der keilförmigen Form der Fasersammeinut zu einer Ablagerungsschicht von erheblicher Stärke. Dadurch wird der Radius im Bereich des grössten Durchmessers der Nut, d.h. die Teilspitze, grösser als der ursprüngliche, meist günstigere Radius. Der Faserring in der Fasersammeinut wird ausgebreitet und unterliegt einer geringeren Verdrehwirkung. Dies beeinträchtigt erheblich die Qualität des gesponnenen Garns und führt zu Garnunregelmässigkeiten, geringerer Garnverdrehung und zu geringerer Garnfestigkeit.

Es ist für das Hochgeschwindigkeits-Offenend-Spinnen wesentlich, eine genügende Verdrehung des Faserringes anzuwenden und deshalb erschwert ein Verdrehungsverlust wegen der Ablagerung von Unreinigkeiten die Durchführung eines Hochgeschwindigkeitsspinnens.

Im Hinblick auf diese Erscheinungen sind verschiedene Ausführungsformen für den Spinrotor mit Selbstreinigungseigenschaften vorgeschlagen worden, durch welche die in den Spinnrotor gelangenden Verunreinigungen mit den geöffneten Fasern zwangsläufig in das Faserband oder den Faserring in der Fasersammeinut eingerollt und dadurch aus dem Spinnrotor entfernt werden. Indessen wird mit diesen bekannten Ausführungsformen, wenn damit die Verringerung der Verunreinigungen in der Nut angestrebt wird, die Festigkeit des gesponnenen Garns ebenfalls verringert, und es ist schwierig, in erheblichem Mass die Ablagerung von Verunreinigungen zu senken, um die Garnfestigkeit auf einem gewünschten Mass zu halten.

Bei einer bekannten Ausführung (US-Patentschrift 4 058 964) ist die Fasersammeinut durch zwei Flächen mit einem Öffnungswinkel von 45-90° ausgebildet. Der Grund der Nut weist einen Radius von 0,1-0,5 mm auf. Auch bildet der Öffnungs winkel mit der Rotationsebene der Nut einen Wert von 0-45°, während die Garnabzugsrichtung einen Winkel von 0-25° mit der Drehebene bildet. Obwohl dieser Spinnrotor die Anhäufung von Verunreinigungen auf einen

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verhältnismässig niederen Wert senken kann, besteht jedoch der Nachteil, dass die Fasern, wenn sie in der Nut eines zu einer Packung gebundenes Garns verdreht werden, in Reibungskontakt mit einem Teil der Bodenfläche des Spinnrotors sein müssen und deshalb einem starken Abriebwiderstand unterliegen, was die Zahl der Garnbrüche erhöht und zu einem gekräuselten Garn führt.

Weiter ist ein Spinnrotor gemäss Fig. 1 bekannt, dessen Innenfläche 3 eine sich abwärts und auswärts erstreckende erste, kegelstumpfförmige Partie 1 und eine sich aufwärts und auswärts erstreckende zweite, kegelstumpfförmige Partie 2 aufweist und eine V-förmige Nut 4 zusammen mit der ersten Partie 1 bildet. Wenn in diesem Spinnrotor wegen des grossen Unterschieds zwischen den Winkeln a und ß, die erste und zweite Fasergleitpartien la und lb bezüglich der Rotationsebene des Spinnrotors bilden, der ersten Fasergleitpartie la zugeführte Einzelfasern den Übergang zwischen den ersten und zweiten Partien la und lb erreichen und in die zweite Fasergleitpartie lb übertreten, sind sie einem raschen Wechsel in ihrer Bewegungsrichtung unterworfen und erleiden einen verhältnismässig grossen Schlag, so dass die Faseranordnung in der Fasersammeinut gestört wird, wodurch die Garnfestigkeit verringert wird.

Da weiter in diesem Spinnrotor die zweite, kegelstumpfförmige Partie 2 unter der Rotationsebene der grössten Durchmesserpartie der Nut 4 einen Winkel y mit dieser Ebene bildet, wird der Winkel der Nut erheblich zum Wert ß plus y vergrössert, wodurch die Möglichkeit vergrössert wird, dass die Verunreinigungen und die gesammelten Fasern in der Nut 4 voneinander getrennt werden, wodurch ein vermindertes Einrollen der Verunreinigungen in die Fasern auftritt. Zudem werden, wie dies für den Fachmann bekannt ist, die in der Nut 4 gesammelten Fasern entfernt und bilden das Ende des gesponnenen Garns 5, das laufend durch ein Garnabzugsrohr 6 vom Spinnrotor abgezogen wird. In diesem Zeitpunkt ist es bei dem genannten Rotor schwierig, dass die Verunreinigungen, die in dem zwischen der Garnführung zum Garnabzugsrohr 6 und der zweiten, kegelstumpfför-migen Partie 2 oder durch den Winkel y bestimmten Raum sind, in das Garn eingerollt werden, da die Linie, längs welcher das Garn aus der Nut 4 durch das Garnabzugsrohr 6 bewegt wird, erheblich über der Rotationsebene der grössten Durchmesserpartie der Nut 4 liegt.

Wenn beim Spinnrotor nach Fig. 1 der Winkel ß verhältnismässig gross gewählt ist, um die Garnfestigkeit zu erhöhen, wird auch der Anteil an Verunreinigungen, die sich in der Nut sammeln, erheblich erhöht. Mit anderen Worten ist es nicht möglich, den Anteil von sich in der Nut sammelnden Verunreinigungen ohne Verringerung der Garnfestigkeit zu senken.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Offenend-Spinnmaschine mit einem Rotor so auszugestalten, dass er eine grosse Selbstreinigungseigenschaft aufweist, so dass die Ablagerung von Verunreinigungen in der Nut erheblich verringert, aber die Garnfestigkeit auf der gewünschten Höhe erhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass ein durch die erste Fasergleitpartie bezüglich einer Rotationsebene des Spinnrotors gebildeter Winkel a grösser ist als ein durch die zweite Fasergleitpartie bezüglich dieser Rotationsebene gebildeter Winkel ß und die Differenz zwischen einem Winkel 8, der durch eine Faserführungspartie der Bodenfläche bezüglich dieser Rotationsebene gebildet ist und einen Winkel 5, der zwischen dieser Rotationsebene und einer, den untersten des Garnabzugsrohrs mit der Schnittlinie der zweiten Fasergleitpartie und der Faserführungspartie verbindenden Garnabzugslinie eingeschlossen ist, im Bereich von etwa ±5° liegt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungen dargestellt und nachfolgend beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines teilweise dargestellten, bekannten Spinnrotors,

Fig. 2 einen gleichen Schnitt wie in Fig. 1 eines teilweise dargestellten, erfindungsgemässen Spinnrotors,

Fig. 3 einen gleichen Schnitt wie in Fig. 1 eines teilweise dargestellten, erfindungsgemässen Spinnrotors, mit dem Betriebsversuche durchgeführt wurden,

Fig. 4 und Fig. 5 Diagramme mit Versuchsergebnissen des Spinnrotors nach Fig. 1, welche die Änderungen der Lea-Zugfestigkeit und die Unreinigkeiten in Abhängigkeit der Winkel ß + y zeigen, und

Fig. 6 und Fig. 7 Diagramme entsprechend denjenigen der Fig. 4 und 5 mit Versuchsergebnissen des Spinnrotors nach Fig. 3.

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemässen Spinnrotor, der eine innere, kegelstumpfförmige Fasergleitfläche 1, eine Bodenfläche 2 und eine darin gebildete Fasersammeinut 4 aufweist. Die Innenfläche 1 weist eine erste Fasergleitpartie la, der getrennte Fasern zugeführt werden und die einen Winkel a mit der Rotationsebene des Spinnrotors bildet, und eine, mit der ersten Partie la verbundene und einen Winkel ß mit der Rotationsebene des Spinnrotors bildende, zweite Fasergleitpartie lb, auf. Bezüglich der Winkel a und ß ist zu bemerken, dass der Winkel ß sich vorzugsweise soviel wie möglich dem Winkel a nähern sollte, so dass die Faseranordnung nicht gestört wird, wenn die Fasern abwärts über die Verbindungsstelle zwischen der ersten und zweiten Fasergleitpartie la, lb gleiten. Um aber den in der Nut 4 sich sammelnden Anteil an Unreinigkeiten herabzusetzen, ist es vorteilhaft, siehe die US-Patentanmeldung S-N 20 233 «Offenend-Rotor für eine Spinnmaschine», dass ein gewisser Unterschied zwischen den Winkeln a und ß besteht, um eine abgesetzte Partie an der Verbindungsstelle zwischen der ersten und zweiten Fasergleitpartie la und lb vorzusehen, die bewirkt, dass die Verunreinigungen durch die auf dieselben und die Fasern wirkenden Unterschiede der Massenkraft zwangsläufig von den an der abgesetzten Partie abwärts gleitenden Fasern getrennt werden. Der Winkel a, unter dem die erste Fasergleitpartie bezüglich der Rotationsebene des Spinnrotors geneigt ist, ist auf 55°-75° begrenzt, damit die Fasergleitgeschwindigkeit gegen die Fasersammeinut 4 auf einem bestimmten Wert gehalten werden kann. Der Unterschied zwischen den Winkeln a und ß, welcher der Garnqualität und dem Betrag der gesammelten Verunreinigungen entgegensteht, wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, sollte auf 10°-35° begrenzt sein, so dass die Garnqualität und der Betrag der gesammelten Verunreinigungen durch diese Differenz nicht wesentlich zum Schlechteren beeinflusst wird, wie dies in der erwähnten Patentanmeldung beschrieben ist.

Erfindungsgemäss ist eine Garnführungspartie 2a der Bodenfläche 2, die der zweiten Garngleitpartie lb zur Bildung der Nut 4 gegenüberliegt, über einer Rotationsebene P mit einem Schnittpunkt y der zweiten Garngleitpartie lb und der Garnführungspartie 2a im Falle eines Nutenradius 0 oder mit ihren Verlängerungslinien bei einem bestimmten Nutenradius angeordnet, und die Garnführungspartie 2a bildet mit der Rotationsebene P einen Winkel 8. Der Winkel S liegt im Bereich von +5° bis —5° bezüglich eines Winkels e zwischen der Rotationsebene P und deren Schnittpunkt y mit dem untersten Punkt x des Garnabzugsrohres verbindenden Linie L, d.h. der Garnabzugsrichtung von der Nut 4. Da die Garnführungspartie 2a über der Ebene P liegt, kann der Winkel der Nut 4 zwischen der zweiten Garngleitpartie lb und der

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Garnführungspartie 2a auf den Wert ß-5 verringert werden, was ein grösseres «Einroll»-Mass der Verunreinigungen des Garns zur Folge hat. Dazu kann wegen des Winkels 5 = 8 ±5° das verdrehte Garn (Fig. 3), das sich von der Nut 4 entfernt und mit dem Ende beim Verdrehen verbunden ist, die Garnführungspartie 2a gerade berühren. Dies bedeutet, dass zwischen dem verdrehten Garn und der Garnführungspartie 2a kein Spalt besteht, wodurch das «Einroll»-Mass weiter erhöht wird. Mit dem bekannten Spinnrotor und dem erfindungsgemässen Spinnrotor der Fig. 2 und 3 wurden verschiedene Versuche gefahren, deren Ergebnisse in Fig. 4-7 dargestellt sind.

Der Spinnrotor der Fig. 3 weist einen grössten inneren Durchmesser d = 48 mm, eine vertikale Distanz h = 10,5 mm (welche ein Mass von der Schnittlinie y zur Öffnung des Spinnrotors ist), eine vertikale Distanz 1 = 3,8 mm (welche ein Mass für den untersten Punkt x des Garnabzugsrohrs zur Rotationsebene der Schnittlinie y ist) und eine horizontale Distanz f = 19,5 mm (welche ein Mass von der Schnittlinie y zum untersten Punkt ist). Diese Zahlen werte sind beispielsweise Werte und können in weiten Grenzen verwendet werden. Beispielsweise kann der grösste Innendurchmesser d = 35 bis 90 mm und die vertikale Distanz h = 8 bis 15 mm sein. Auch die vertikale Distanz 1 kann in Abhängigkeit von den Dimensionen des Spinnrotors und des Garnabzugsrohres geändert werden. Dies zeigt, dass verschiedene Kombinationen dieser numerischen Werte in der Praxis angewandt werden können. Beispielsweise kann ein typischer Spinnrotor folgende Masse aufweisen: d = 68 mm, h = 10,5 mm, 1 = 4 mm, f = 29,5 mm, und e = 7,7° oder d = 49 mm, h = 10,5 mm, 1 = 4 mm, f = 16,5 mm und 8 = 13,6°, dies in Ergänzung zu den vorstehend genannten Werten.

Aus Fig. 4 mit den Resultaten des bekannten Spinnrotors nach Fig. 1 ergibt sich, dass je kleiner die Differenz zwischen den Winkeln a und ß ist, umso grösser die Garnzugsfestigkeit wird. Dies deshalb, weil, wenn der Differenzwinkel hoch ist, die abwärts gegen die Verbindungsstelle zwischen der ersten und der zweiten Fasergleitpartie gleitenden Fasern an der Verbindungsstelle sich plötzlich wenden, war zur Folge hat, dass sie in der Fasersammeinut in beliebiger Anordnung abgelagert werden, was eine schlechte Garnqualität zur Folge hat.

Andererseits je grösser der Winkel ß + y ist, d.h. der Winkel der Nutöffnung, umso mehr Unreinigkeiten werden in der Nut 4 angehäuft. Dies beweist, dass, wenn der Winkel ß + y zu gross ist, es schwierig wird, zu erreichen, dass die Verunreinigungen, die in dem zwischen der Garnführung zum Garnabzugsrohr 6 und der Bodenfläche 2 begrenzten Raum oder wenigstens in dem durch den Winkel y gedeckten Raum sind, in das Garn eingerollt werden, da die Abzugslinie, längs welcher das Garn aus der Nut durch das Garnabzugsrohr 6 entfernt wird, erheblich über der die Nut 4 begrenzenden Partie der Bodenfläche 2 liegt.

Deshalb ist es verständlich, dass mit dem bekannten Rotor nach Fig. 1, wenn er mit einer kleinen Winkeldifferenz a-ß durch Vergrösserung des Winkels ß zwecks Vergrösserung der Garn-Zugsfestigkeit versehen wird, der Betrag abgelagerter Verunreinigungen erheblich wächst. Mit anderen Worten, es ist nicht möglich, den Anteil der sich sammelnden Verunreinigungen ohne Verringerung der Garn-Zugsfestigkeit zu verringern.

5 Im Gegensatz dazu kann mit dem erfindungsgemässen Rotor, da die den Winkel 8 bestimmende Garnführungspartie 2a der Bodenfläche 2 sich im wesentlichen in derselben Richtung wie die Garnabzugsrichtung erstreckt und über der Rotationsebene der Schnittlinie y liegt, der Nuten winkel vom io Wert ß + y zu ß—8 verringert werden, wobei der Winkel ß im Bereich, welcher keinen entgegengesetzten Einfluss auf die Garn-Zugsfestigkeit ausübt, und es ist möglich, irgendeine Stelle zu vermeiden, bei welcher die Verunreinigungen nicht in das Garn eingerollt werden können.

15 Aus Fig. 6 ist bezüglich der Beziehung zwischen dem . Winkel 8 und der Garn-Zugsfestigkeit ersichtlich, dass die Garn-Zugsfestigkeit steigende Tendenz aufweist, wenn der Winkel 8 den Winkel 8 - etwa 5° überschreitet.

Obwohl genügende Garn-Zugsfestigkeit selbst dann 20 erreicht wurde, wenn der Winkel 8 etwa 20° erreicht, wurde das Aussehen des gesponnenen Garns bei dieser Bedingung wegen des erhöhten Kontaktes zwischen dem Garn und der Garnführungspartie 2a und wegen der verhältnismässig plötzlichen Wendung des Garn an der inneren Umfangs-25 kante der Garnführungspartie 2a verschlechtert. Bezüglich der Beziehung zwischen dem Winkel 8 und dem Betrag der sich sammelnden Verunreinigungen wurde festgestellt, siehe Fig. 7, dass das günstigste Ergebnis bei einem Winkel 8=10° erreicht wurde und günstige Wirkungen wurden im Bereich 30 mit einem 8 = e ± ca. 5° erreicht. Ein Winkel 8 über einem

Winkel e + ca. 5° bewirkte ein Ansteigen des Betrags an sich . sammelnden Verunreinigungen. Es wird angenommen, dass dies deshalb eintritt, weil der Kontakt zwischen dem verdrehten Garn und der Garnführungspartie 2a so stark wird, 35 dass ein weiches Einrollen der Verunreinigungen in das verdrehte Garn behindert wird und das Garn die innere Umfangskante der Garnführungspartie 2a stark berührt, wobei er plötzlich gewendet wird und hierbei bewirkt, dass die Einrollkraft nicht wirksam gegen die Fasersammeinut 4 40 übertragen wird. Bei einem Winkel 5 unter dem Winkel 8 minus ca. 5° erhöhte sich der Anteil der sich sammelnden Verunreinigungen, weil der Platz zwischen dem verdrehten Garn und der Garnführungspartie 2a so gross wurde, dass die Verunreinigungen nicht in das Garn eingerollt werden 45 konnten.

Es geht aus dem Vorstehenden hervor, dass die Bedingung 8 = e ± ca. 5° einen wesentlichen Faktor für einen Spinnrotor darstellt, der ein Garn mit hoher Zugfestigkeit bei verringerter Ablagerung von Verunreinigungen herstellen kann, so und dass bei 8 = etwa e die günstigsten Ergebnisse bezüglich Garn-Zugfestigkeit und der Ablagerung von Verunreinigungen erreicht werden können.

Die Erfindung ist im Zusammenhang mit einem Spinnrotor vom Selbstentlüftungstyp beschrieben, bei dem Luft 55 durch Öffnungen im Boden des Rotors abgeführt wird, jedoch ist die Erfindung auch bei einem Rotor mit Zwangsentlüftung anwendbar.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

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1. Offenend-Spinnmaschine, deren Spinnrotor eine kegel-stumpfförmige Fasergleitfläche (1) mit einer ersten Fasergleitpartie (la), der getrennte Fasern zugeführt werden, und einer mit der ersten Fasergleitpartie (la) verbundenen zweiten Fasergleitpartie (lb), einer Bodenfläche (2) und einer zwischen der zweiten Fasergleitpartie (lb) und der Bodenfläche (2) liegende Fasersammeinut (4) und ein zentral in den Spinnrotor ragendes Garnabzugsrohr (6) zum Abziehen eines Garns aufweist, das durch Sammeln und Verdrehen der zugeführten Fasern in der Sammelnut (4) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die erste Fasergleitpartie (la) bezüglich einer Rotationsebene des Spinnrotors gebildeter Winkel (a) grösser ist als ein durch die zweite Fasergleitpartie (lb) bezüglich dieser Rotationsebene gebildeter Winkel (ß) und die Differenz zwischen einem Winkel (<5 ), der durch eine Faserführungspartie (2a) der Bodenfläche (2) bezüglich dieser Rotationsebene gebildet ist und einem Winkel (e), der zwischen dieser Rotationsebene und einer, den untersten Punkt des Garnabzugsrohrs (6) mit der Schnittlinie (y) der zweiten Fasergleitpartie (lb) und der Faserführungspartie (2a) verbindenden Garnabzugslinie L eingeschlossen wird, im Bereich von ±5° liegt.

2. Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unterste Punkt (X) des Garnabzugsrohres (6) über oder direkt auf einer der Rotorenöffnung zugewandten Seite der Rotationsebene (p) mit dem grössten Durchmesser der Fasersammeinut (4) angeordnet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Spinnmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserführungspartie (2a) der Bodenfläche (2) über oder direkt auf einer der Rotoren Öffnung zugewandten Seite der Rotationsebene (p) mit dem grössten Durchmesser der Fasersammeinut (4) angeordnet ist.

4. Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (8) gleich dem Winkel (e) ist.

5. Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (a) 55° bis 75° und der Differenzwinkel (a-ß) 10° bis 35° ist.