CH667471A5 - Zwirnmaschine. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Zwirnmaschine mit einer Einrichtung zur Kühlung ihrer, eine Vorratsspule enthaltenden rotierenden Töpfe, die jeder für sich von einer feststehenden Ummantelung mit Abstand umgeben sind, an die eine Luftabsauganlage angeschlossen ist, wobei die Ummantelung an ihrem unteren Ende bis auf eine Durchtrittsöffnung für die Spindel und an ihrem oberen Ende bis auf eine Durchtrittsöffnung für ein Garleitorgan durch stillstehende Abschlussteile abgeschlossen ist.

Zwirnmaschinen der genannten Art sind beispielsweise bekannt aus der DE-OS 26 09 758. Der Trend zu hohen Spindeldrehzahlen, die heute beispielsweise bis zu 17 000 U/min betragen, erfordern einerseits eine immer höhere Antriebsleistung und andererseits eine möglichst wirksame Kühlung der die Vorratsspulen umschliessenden Töpfe. Beides steigert den gesamten Energiebedarf. Aufgabe der Erfindung ist es daher, diesen Energiebedarf möglichst zu minimalisieren.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, dass mindestens der Mantel der Ummantelung wärmeisolierend ausgebildet ist, dass ferner an die Ummantelung jedes

Topfes mindestens annähernd in der Mitte zwischen den oberen und den unteren Abschlussteilen eine Luftabsaugleitung angeschlossen ist, und dass schliesslich in den Strömungswegen von den Durchtrittsöffnungen zur Absaugleitung veränderbare Abgleichmittel vorgesehen sind, durch die der Druck der von den Töpfen geförderten Luft im peripheren Bereich der oberen Abschlussteile und derjenige im peripheren Bereich der unteren Abschlussteile einander mindestens annähernd angeglichen werden.

Zum einen wird damit der für die Kühlung erforderliche Energieaufwand soweit wie möglich gesenkt; denn für die Kühlung wird auf diese Weise nur eine minimale Luftmenge benötigt, da infolge der Angleichung der Drücke am Austritt der als «Ventilatoren» wirkenden oberen und unteren stirnseitigen Begrenzungen der rotierenden Töpfe und durch die Absaugung in der Mitte der Mantelhöhe der Ummantelung die Kühlwirkung überall etwa gleich ist. Damit ist es möglich, die Temperatur in der ganzen Ummantelung ungefähr auf einem gleichen Wert zu halten. Soll daher ein oberer Grenzwert dieser Temperatur auf keinen Fall überschritten werden, so ist dies wegen der Gleichmässigkeit des Temperaturniveaus mit einer minimalen Luftmenge zu erreichen.

Weiterhin wird die Umgebung, das heisst der Maschinensaal und seine Klimaanlagen, mit der durch die Spindeln bzw. die rotierenden Töpfe erzeugten Reibungswärme nicht belastet, sondern diese wird unmittelbar am Ort ihrer Entstehung mit der abgesaugten Luft direkt weggeführt. Der Netto-Energiebedarf der Maschine wird dabei zusätzlich verringert, wenn diese Abwärme einer Nutzung, beispielsweise zur Brauchwassererwärmung und/oder zur Heizung, zugeführt wird.

Für einen Abgleich der genannten Drücke, der exakt für eine bestimmte, möglichst hohe Spindeldrehzahl erfolgt, ist es möglich, zwischen stirnseitigen Begrenzungen der rotierenden Töpfe und feststehenden Abschlussteilen der Ummantelung die Spaltbreite zu verändern und/oder die Durchmesserdifferenzen zwischen den Aussendurchmessern der stirnseitigen Begrenzungen und den Durchtrittsöffnungen in den Abschlussteilen - und damit die «Laufradgrösse der Ventilatoren» -zu variieren. Es ist jedoch auch denkbar, die «Venti-lator-Beschaufelung» zu ändern, indem die Oberflächenrau-higkeit der stirnseitigen Begrenzungen verändert wird. Der Absolutwert der Drehzahl, für die der Abgleich durchgeführt wird, ist dabei in erster Linie von der Art des zu verarbeitenden Garnes und sekundär von wirtschaftlichen Gesichtspunkten bestimmt.

Für eine Wärmerückgewinnung ist es vorteilhaft, wenn die Luftabsaugleitungen der einzelnen Ummantelungen in einen gemeinsamen zentralen Absaugkanal führen, der beispielsweise innerhalb der Zwirnmaschine in Längsrichtung verlaufen kann; werden die einzelnen Luftabsaugleitungen dabei mit einstellbaren Drosselstellen unterschiedlichen Querschnitts versehen, so ist es möglich, die Absaugwirkungen für alle Ummantelungen an einer Zwirnmaschine einander anzugleichen. Die Absaugkanäle mehrerer Maschinen können dann wieder in einem Sammelkanal vereinigt werden, der beispielsweise einen Wärmetauscher für die Wärmerückgewinnung enthalten kann.

Die Forderung, einen Grenzwert für die Maximaltemperatur in der Ummantelung bei minimalem Luftdurchsatz einzuhalten, lässt es zweckmässig erscheinen, wenn die abgesaugten Luftmengen in Abhängigkeit von der Temperatur im Innenraum der Ummantelungen veränderbar sind. Als geeignetes Vorgehen hat sich dabei herausgestellt:

Es wird für eine maximal zulässige Maschinensaaltempe-ratur eine von dem Textilgut her zulässige Spindeltemperatur festgelegt. Die Differenz dieser beiden Temperaturen ergibt ein At. Für alle von den Garnen her zulässigen At werden nun

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in einem Diagramm die Werte für das pro Spindel abzusaugende Luftvolumen - mit verschiedenen Drehzahlen und den gegebenen Topfformen und -grossen als Parameter - festgelegt, wobei die At-Werte, die Ordinate und die Luftvolumina die Abszisse des Diagramms bilden. Ändern sich nun Topfform oder -grosse und/oder die Drehzahl, so ergibt sich in der Kurvenschaar At/Luftvolumen pro Spindel ein Übergang von einer Kurve auf eine andere, bei der dem gleichen At ein anderes Luftvolumen zugeordnet ist. Entsprechend wird die abzusaugende Luftmenge, beispielsweise mit Hilfe einer Klappensteuerung im Absaugkanal und/oder einer Drehzahlsteuerung des Absaugventilators neu eingestellt. Die Erstellung des erwähnten Zuordnungs-Diagramms erfolgt auf empirischem Wege.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Topf und seine Ummantelung.

Ein eine nicht gezeigte Vorlagespule aufnehmender Dorn 1 sitzt auf einem Spindelwirtel 2, der in bekannter Weise auf einem nicht dargestellten Zapfen drehbar gelagert ist, und über einen in seinem bombierten Bereich angreifenden, ebenfalls bekannten und nicht dargestellten Riemenantrieb angetrieben wird.

Oberhalb der Bombierung erweitert sich der Wirtel 2 zu einem verbreiterten Flansch 3, der in einer Durchtrittsöffnung 4 in einem unteren Abschlussteil 5 einen von einem Luftspalt umgebenen Wellendurchtritt bildet. Der Flansch 3 ist nach ober zu einem Boden 6 erweitert, auf dem der Dorn. 1 und der Gefässteil 7 eines zum Dorn 1 konzentrischen Topfes 26 gelagert ist. Der Gefässteil 7 bildet in seinem oberen Bereich einen stufenförmigen Absatz, auf dem ein Topfdeckel 8 abgestellt ist. Der Deckel 8 ist aussen mit Zentrierrippen 9 versehen, durch die er im Gefässteil 7 bei der Rotation des Topfes 26 zentriert wird. Im Zentrum des domartigen Deckels 8 befindet sich eine Garnaustrittsöffnung 10, die von einem Knauf 11 umgeben ist.

Der rotierende Topf 26 ist von einer Ummantelung 12 umschlossen, deren Mantel doppelwandig ausgeführt und zwischen beiden Wänden mit Wärmeisolationsmaterial 13 gefüllt ist. Den unteren axialen Abschluss der Ummantelung 12 bilden die bereits erwähnten unteren Abschlussteile 5, die aus einem schlechten wärmeleitenden Material, beispielsweise einem Kunststoff, bestehen. Sie werden von einem Abdeckblech 14 gehalten.

In ähnlicher Weise bestehen die oberen Abschlussteile der Ummantelung 12 zunächst aus einem, auf dem Doppelmantel aufliegenden U-förmigen Ring 15, der mit Isolationsmaterial

13 gefüllt und durch ein oberes Abdeckblech 16 abgedeckt ist. Auf diesem Ring ist ein Abschlussdeckel 17 gelagert, der mit nach innen weisenden Rippen 18 versehen ist.

Der Abschlussdeckel 17 umgibt den Deckel 8 des Topfes s 26 konzentrisch und ist wiederum mit einem Knauf 19 als Handgriff versehen.

Etwa in der Mitte der Mantelhöhe der Ummantelung 12 führt erfindungsgemäss eine Absaugleitung 20 von dem Innenraum 27 der Ummantelung 12 in einen zentralen io Absaugkanal 21. An einem Ende ist in die Absaugleitung 20 ein leicht auswechselbares Einsatzstück 22 eingesetzt, dessen einzelne Exemplare Durchgangsbohrungen 23 mit unterschiedlichen Durchmessern haben. Diese Einsatzstücke 22 bilden die erwähnten einstellbaren Drosselstellen, mit denen 15 die durch die verschiedenen Absaugleitungen einer Maschine abgesaugten Luftmengen angeglichen werden können.

Das ander Ende der flexiblen, beispielsweise aus einem Schlauch bestehenden Absaugleitung 20 trägt einen Krümmer 24, mit dem die abgesaugte Luft in die Richtung der in dem Kanal 21 herrschenden Luftströmung umgelenkt wird.

Sowohl die Absaugleitung 20 als auch der Absaugkanal 21 sind mit Hilfe von Isoliermaterial 13 gegen die Umgebung wärmeisoliert.

Der Deckel 8 mit den Rippen 9 und der Boden 6 bilden die stirnseitigen Begrenzungen des Topfes 26, die als «Ventilatoren» durch die Spalte zwischen den Abschlussteilen 5 und dem Flansch 3 bzw. den Deckeln 8 und 17 Luft aus der Umgebung ansaugen und in den Innenraum 27 der Ummantelung 12 fördern. Für einen Abgleich der Drücke am Austritt der «Ventilatoren», das heisst in den peripheren Bereich der oberen und der unteren Abschlussteile 17,15 bzw. 5 bestehen verschiedene Eingriffsmöglichkeiten. Zum einen können beispielsweise die Durchmesser D und d der Durchtrittsöffnungen 4 bzw. 25 in den Abschlussteilen 5 bzw. 17 unter sich variiert werden, wodurch «die Laufradgrössen» der Ventilatoren verändert werden. Eine weitere Möglichkeit besteht in einer Änderung der Spaltbreiten B und b zwischen den Deckeln 8 und 17 bzw. den Elementen 5 und 6. Darüberhinaus ist es denkbar, bei dem oberen «Ventilator» eine Drosselung der Strömung durch Abstandsänderungen zwischen den Rippen 18 und d 9 zu bewirken. Auf mögliche Variationen in den Oberflächenrauhigkeiten der «Laufräder» ist ebenfalls bereits hingewiesen worden.

Der Abgleich der Drücke wird für jede verwendete Topfform und -grosse bei mindestens einer für die zu verarbeitende Garnart möglichst hohen Drehzahl experimentell durchgeführt, da bei hohen Drehzahlen der Energieaufwand und die Wärmeentwicklung am grössten sind.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

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1. Zwirnmaschine mit einer Einrichtung zur Kühlung ihrer, eine Vorratsspule enthaltenden rotierenden Töpfe, die jeder für sich von einer feststehenden Ummantelung mit Abstand umgeben sind, an die eine Luftabsauganlage angeschlossen ist, wobei die Ummantelung an ihrem unteren Ende bis auf eine Durchtrittsöffnung für die Spindel und an ihrem oberen Ende bis auf eine Durchtrittsöffnung für ein Garnleitorgan durch stillstehende Abschlussteile abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Mantel der Ummantelung (12) wärmeisolierend ausgebildet ist, dass ferner an die Ummantelung (12) jedes Topfes (26) mindestens annähernd in der Mitte zwischen den oberen und den unteren Abschlussteilen (15,17; 5) eine Luftabsaugleitung (20) angeschlossen ist, und dass schliesslich in den Strömungswegen von den Durchtrittsöffnungen (4, 25) zur Absaugleitung (20) veränderbare Abgleichmittel (D, d; B, b) vorgesehen sind, durch die der Druck der von den Töpfen (26) geförderten Luft im peripheren Bereich der oberen Abschlussteile (15,17) und derjenige im peripheren Bereich der unteren Abschlussteile (5) einander mindestens annähernd angeglichen werden.

2. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgleichmittel in veränderbaren Spaltbreiten (B, b) zwischen den stirnseitigen Begrenzungen (6; 8,9) der rotierenden Töpfe (26) und den feststehenden Abschlussteilen (5; 15, 17) bestehen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgleichmittel in veränderbaren Differenzen zwischen den Aussendurchmessern der stirnseitigen Begrenzungen (6 ; 8, 9) der Töpfe (26) und den Durchmessern (D, d) der Durchtrittsöffnungen (4,25) in den Abschlussteilen (5; 15, 17) bestehen.

4. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabsaugleitungen (20) der einzelnen Ummantelungen (12) in einen gemeinsamen zentralen Absaugkanal (21) führen.

5. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftabsaugleitungen (20) mit einstellbaren Drosselstellen (22) versehen sind.

6. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgesaugten Luftmengen in Abhängigkeit von der Temperatur im Innenraum der Ummantelungen (12) veränderbar sind.