Die Erfindung betrifft eine Fadenabzugsdüse für eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Fadenabzugsdüsen für Offenend-Rotorspinnvorrichtungen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.
Bei Offenend-Rotorspinnvorrichtungen besteht bekanntlich das generelle Problem, dass die durch die Rotation des Spinnrotors eingeleitete echte Garndrehung nicht gleichmässig in das entstehende Garnende einläuft. Das heisst, die echte Garndrehung wird verstärkt auf das Garnstück aufgebracht, das sich jeweils zwischen der Fadenabzugsdüse und der Fadenabzugseinrichtung der Offenend-Rotorspinnvorrichtung befindet.
In das vor der Fadenabzugsdüse befindliche Garnstück läuft die echte Garndrehung hingegen oft nur sehr unvollständig ein.
Da sich eine zu niedrige Garndrehung in dem zwischen Rotorrille und Fadenabzugsdüse befindlichen Garnstück äusserst negativ auf die Spinnstabilität einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung auswirkt, hat man in der Vergangenheit bereits Fadenabzugsdüsen entwickelt, die mit einer speziellen Oberflächenstruktur versehen sind. Durch solche, vorzugsweise rauen, Oberflächenstrukturen soll die Reibung zwischen der Abzugsdüsenoberflache und dem rotierenden Faden erhöht und dadurch auf das entstehende Garnstück zusätzlich zur echten Garndrehung noch ein Falschdrall aufgebracht werden. Da sich der entstehende Falschdrall in das sich zwischen Rotorrille und Fadenabzugsdüse befindliche Garnstück erstreckt, führt eine solche Oberflächenstruktur auf der Fadenabzugsdüse zu einer Verbesserung der Spinnstabilität der an sich bewährten Offenend-Spinnvorrichtungen.
Bezüglich der Oberflächenstruktur von Fadenabzugsdüsen sind dabei unterschiedliche Ausführungsformen bekannt.
Die DE-OS 2 544 721, die DE 3 344 741 A1 oder die EP 0 422 615 B1 beschreiben beispielsweise Fadenabzugsdüsen, die im Bereich der Fadeneinlaufzone kerbenartige Vertiefungen besitzen.
Gemäss der DE-OS 2 544 721 ist die Fadenabzugsdüse aus einem oxydkeramischen Werkstoff gefertigt und weist im Bereich des Fadeneinlauftrichters eine Rautiefe von 0,2 bis 0,7 mu m auf. Im Bereich des Fadeneinlauftrichters sind ausserdem Kerben angeordnet, die verschiedene Kerbenöffnungswinkel aufweisen können.
Die in der DE 3 344 741 A1 beschriebenen Fadenabzugsdüsen weisen einen auswechselbaren, aus Stahlblech gezogenen und anschliessend gehärteten Fadeneinlauftrichter auf. Der Fadeneinlauftrichter verfügt dabei entweder über Kerben oder über vorstehende Sicken. Durch dieses Schutzrecht ist es weiter bekannt, Kerben in zwei ringartigen Anordnungen, die in Fadenlaufrichtung hintereinander liegen, zu positionieren.
Die EP 0 422 615 B1 betrifft eine Fadenabzugsdüse, die im Bereich der Fadeneinlaufzone Kerben sowie im Bereich des Fadenabzugskanales Vorsprünge aufweist. Die Kerben sollen dabei die Spinnstabilität der Offenend-Spinneinrichtung verbessern, während die Vorsprünge im Fadenabzugskanal zur Herstellung eines besonders haarigen Garnes dienen.
Durch die vorbeschriebenen als "Kerbdüsen" bekannten Fadenabzugsdüsen konnte zwar die Spinnstabilität der Offenend-Spinnvorrichtungen erhöht werden, die Verbesserung der Spinnstabilität ging dabei allerdings, zumindest zum Teil, auf Kosten der erzielbaren Garnqualität.
Im Zusammenhang mit Fadenabzugsdüsen für Offenend-Spinnvorrichtungen ist es ausserdem seit längerem bekannt, im Bereich der Fadeneinlaufzone an Stelle von Kerben eine spiralförmige Struktur anzuordnen.
Die CH-PS 503 127, die DE 3 707 526 A1, die DE 4 224 632 A1, das japanische Gebrauchsmuster Sho 51-130 829 oder die EP 0 220 546 A1 betreffen derartig gestaltete Fadenabzugsdüsen.
Die spiralförmige Struktur kann dabei entweder, wie beispielsweise in der DE 3 707 526 A1 und der CH-PS 503 127 dargelegt, als stegförmige Erhöhung oder als nutförmige Vertiefung ausgebildet sein und erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Fadeneinlaufzone der Fadenabzugsdüse bis zum Beginn des Fadenabzugskanals.
Das japanische Gebrauchsmuster Sho 51-130 829 zeigt verschiedene Varianten von Fadenabzugsdüsen mit einer spiralförmigen Oberflächenstruktur. Bei einer der dargestellten Ausführungsformen erstreckt sich die spiralförmige Struktur über den Bereich der Fadeneinlaufzone hinaus bis in den Fadenabzugskanal hinein.
In der EP 0 220 546 A1 ist eine Offenend-Spinnvorrichtung beschrieben, mit einer Fadenabzugsdüse, die im Bereich der Fadeneinlaufzone eine spiralförmige Wulst aufweist. Der Fadenabzugsdüse ist ein Drallstauelement mit schräg zur Fadenlaufrichtung liegenden Wülsten nachgeschaltet.
Eine vergleichbare Fadenabzugsdüse mit einer spiralförmigen Struktur ist auch in der DE 4 224 632 A1 beschrieben. Diese bekannte "Spiraldüse" weist spiralartig verlaufende, bezüglich der Fadenlaufrichtung geradlinige Flächen auf. Die Flächen sind dabei zur Erzielung von Fadenumlenkstellen unter einem Winkel geneigt angeordnet.
Bei einer solchen Ausgestaltung wird der Faden auf den bezüglich der Fadenlaufrichtung geradlinigen Flächen relativ grossflächig abgestützt und damit die auf den Faden wirkende Flächenpressung auf ein zulässiges Mass reduziert. Ausserdem werden durch die Fadenumlenkstellen, die zwischen den zueinander winklig angeordneten Flächen gebildet werden, Schubkomponenten auf den Faden übertragen, die bewirken, dass die Garndrehung in dem Bereich zwischen Rotorrille und Fadenabzugsdüse auf einem erhöhten Wert gehalten wird.
Bei den vorbeschriebenen, als "Spiraldüsen" bekannten Fadenabzugsdüsen gleitet der Faden während des Abzuges in der Regel über Erhöhungen der spiralförmigen Struktur. Die Ausrichtung der spiralartigen Struktur ist dabei so, dass bei entsprechender Rotationsrichtung des Fadens am entstehenden Garnstück eine Schubkomponente in Richtung auf die Rotorrille hin wirksam wird. Diese Schubkomponente bewirkt, dass die zwischen Rotorrille und Fadenabzugsdüse eingeleitete echte Garndrehung am Verlassen dieses Bereiches wenigstens teilweise gehindert wird.
Mit derartig ausgebildeten "Spiraldüsen" kann im Gegensatz zu Abzugsdüsen mit einer glatten Oberfläche eine höhere Drehung in das Garnstück vor der Fadenabzugsdüse eingebracht und damit die Zahl der auftretenden Fadenbrüche gesenkt werden.
Obwohl "Spiraldüsen" in der Regel gegenüber den so genannten "Kerbdüsen" bessere Garnwerte erbringen, haben sie den Nachteil, dass die erzielbare Spinnstabilität oftmals nicht zufriedenstellend ist.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die bekannten Fadenabzugsdüsen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Fadenabzugsdüse gelöst, wie sie im Anspruch 1 definiert ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemässe Fadenabzugsdüse, die im Bereich ihrer trichterförmig ausgebildeten Fadeneinlaufzone sowohl eine spiralförmige Struktur als auch Kerben aufweist, zeichnet sich nicht nur durch eine gute Spinnstabilität aus, mit derartig gestalteten Fadenabzugsdüsen lassen sich auch Garnwerte erzielen, die gegenüber den Garnwerten bekannter Fadenabzugsdüsen in entscheidenden Bereichen deutlich verbessert sind.
Das heisst, bei der erfindungsgemässen Fadenabzugsdüse liegt zumindest ein Teil der messbaren Garnwerte, insbesondere was die Variation der Garnfestigkeit und der Garndehnung betrifft, deutlich besser als die entsprechenden Garnwerte bekannter Fadenabzugsdüsen.
Vorteilhafterweise sind die Fadenabzugsdüsen dabei entweder, wie im Anspruch 2 beschrieben, mit einer spiralartigen Struktur in der Fadeneinlaufzone sowie, in Fadenlaufrichtung betrachtet, nachgeschalteten Kerben ausgestattet oder es ist, wie im Anspruch 3 dargelegt, vorgesehen, dass die Kerben wenigstens teilweise innerhalb des Bereiches der spiralförmigen Struktur liegen.
Die Kombination spiralförmige Struktur/Kerben führt in beiden Fällen zu Fadenabzugsdüsen, die insbesondere für die Fertigung von Strickgarnen mit einem reduzierten Drehungsbeiwert bestens geeignet sind. Die Herstellung dieser Garne kann dabei auf einem sehr hohen Rotordrehzahlniveau erfolgen.
Wie im Anspruch 4 ausgeführt, wird die spiralförmige Struktur vorteilhafterweise durch eine Spiralnut gebildet. In einer weiteren Ausführungsform kann allerdings auch vorgesehen sein, dass mehrere Spiralnuten die entsprechende Struktur bilden. Das Einarbeiten von Spiralnuten hat dabei gegenüber vergleichbaren Spiralstegen, die auch denkbar sind, den Vorteil, dass verhindert wird, dass der neue, noch relativ empfindliche Faden in diesem Bereich sofort einer eventuell unzulässig hohen Flächenpressung ausgesetzt wird.
Die erzielbaren Garnwerte sind besonders gut, wenn die Kerben der Fadenabzugsdüse, die in den Ansprüchen 5 bis 6 beschriebene Anordnung und/oder Ausbildung aufweisen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind einem nachfolgend anhand der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmbar.
Es zeigt:
Fig. 1 schematisch eine Offenend-Spinnvorrichtung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
Fig. 2 eine innerhalb eines Spinnrotors angeordnete erfindungsgemässe Fadenabzugsdüse, gemäss Schnitt II-II der Fig. 3,
Fig. 3 eine Vorderansicht der erfindungsgemässen Fadenabzugsdüse,
Fig. 4 eine Ansicht gemäss Schnitt IV-IV der Fig. 2.
Die in Fig. 1 dargestellte Offenend-Spinnvorrichtung 1 weist, wie bekannt, ein Rotorgehäuse 2 auf, in dem ein Spinnrotor 3 mit hoher Drehzahl umläuft. Der Spinnrotor 3 ist dabei auf einer Stützscheibenlagerung 4 abgestützt und wird von einem Tangentialriemen 5 angetrieben.
Das an eine Absaugeinrichtung 6 angeschlossene Rotorgehäuse 2 wird während des Betriebes durch ein Deckelelement 7 abgedeckt, das um eine Schwenkachse 16 schwenkbar gelagert ist. Das Deckelelement 7 weist eine Faserbandauflöseeinrichtung 8 mit einer Auflösewalze 9, einer nicht näher dargestellten Faserbandeinzugswalze 10 sowie einen Faserleitkanal 11 auf. Die Auflösewalze 9 wird dabei üblicherweise durch einen Tangentialriemen 12 angetrieben, während der Antrieb der Faserbandeinzugswalze 10 entweder über eine maschinenlange Antriebswelle oder, wie in Fig. 1 angedeutet, über einen elektromotorischen Einzelantrieb 15 erfolgt.
Des Weiteren befinden sich im Deckelelement 7 unterhalb der Auflösewalze 9 eine Schmutzkammer 13, die kontinuierlich über eine Schmutzabsaugung 14 entsorgt wird.
Das Deckelelement 7 verschliesst während des Spinnprozesses das nach vorne an sich offene Rotorgehäuse 2 über ein Dichtungselement 17.
In einer Aufnahme 18 des Deckelelementes 7 ist ein so genannter Kanalplattenadapter 19 festgelegt, der unter anderem den (nicht dargestellten) Mündungsbereich des Faserleitkanales 11 aufweist. Im Kanalplattenadapter 19 ist ausserdem die erfindungsgemässe Fadenabzugsdüse 20 angeordnet, deren in der Längsmittelachse der Düse angeordneter Fadenabzugskanal 21 in ein so genanntes Abzugsröhrchen 22 mündet.
Wie in Fig. 2 in vergrössertem Massstab angedeutet, ist die Fadenabzugsdüse 20 während des Spinnprozesses innerhalb der nach vorne hin offenen Spinntasse 23 des Spinnrotors 3 positioniert. Die Spinntasse 23, die eine so genannte Rotorrille 24 aufweist, rotiert dabei, wie eingangs bereits angedeutet, mit hoher Drehzahl in Richtung R.
Die über den Faserleitkanal 11 eingespeisten Einzelfasern 25 werden, wie bei Offenend-Rotorspinnvorrichtungen üblich, zunächst im Bereich der Rotorrille 24 gesammelt und anschliessend als Faden 26 über die Fadenabzugsdüse 20 abgezogen. Die Fadenabzugsgeschwindigkeit mit der der neue Faden 26 die Offenend-Spinnvorrichtung 1 in Richtung A verlässt, ist von verschiedenen Faktoren, wie zum Beispiel der Rotordrehzahl, der Garndrehung etc., abhängig und kann über eine Fadenabzugseinrichtung 27 eingestellt werden.
Die Fadenabzugsdüse 20, die zum Beispiel über ein Aussengewinde 28 oder einen (nicht dargestellten) Magnetanschluss im Kanalplattenadapter 19 lösbar festgelegt ist, verfügt im Bereich ihrer Fadeneinlaufzone 29 über eine spiralförmige Struktur 30. Diese spiralförmige Struktur 30 wird vorzugsweise durch eine oder mehrere Spiralnuten 32 gebildet, die sich vom Bereich des Aussenrandes 33 des Düsenkopfes 31 bis zum Beginn des Fadenabzugskanales 21 hin erstrecken.
Die Spiralnut 32 ist bezüglich ihrer exakten Ausführungsform nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Drehrichtung der spiralförmigen Struktur 30 sollte dabei allerdings, wie an sich bekannt, unter Berücksichtigung der Rotationsrichtung des Fadens 26 so gewählt werden, dass die Spiralnut 32 die Funktion einer Förderschnecke ausübt. Das heisst, durch die Spiralnut 32 sollte der Faden 26 derart beaufschlagt werden, dass auf den Faden 26 eine Schubkomponente in Richtung auf die Rotorrille 24, also entgegen die Fadenabzugsrichtung A, wirkt.
Die erfindungsgemässe Fadenabzugsdüse 20 verfügt in der Fadeneinlaufzone zusätzlich zur spiralförmigen Struktur 30 noch über mehrere Kerben 34.
Die Kerben 34, im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Kerben 34 dargestellt, liegen dabei im trichterartigen Eingangsbereich des Fadenabzugskanales 21 der Fadenabzugsdüse 20.
Das bedeutet, die Kerben 34 können, in Fadenlaufrichtung A betrachtet, etwas hinter der spiralförmigen Struktur 20 angeordnet sein oder, wie im Ausführungsbeispiel angedeutet, wenigstens zum Teil in den Bereich der spiralförmigen Struktur 30 reichen.
Wie insbesondere die Schnittdarstellung der Fig. 4 zeigt, sind die Kerben 34 vorzugsweise v-förmig ausgebildet und besitzen einen Kerbwinkel alpha von etwa 45 DEG . Die Breite b der Kerben 34 beträgt dabei zwischen 0,2 und 0,5 mm.