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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Garnabzugseinheit einer Rotorspinnmaschine, aufweisend eine in eine Spinnkammer der Rotorspinnmaschine ragende Abzugsdüse sowie einen Abzugskanal für ein innerhalb der Spinnkammer hergestelltes Garn, wobei der Abzugskanal der Abzugsdüse in Abzugsrichtung des aus der Spinnkammer abgezogenen Garns nachgeordnet ist. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines Garns mit Hilfe einer Spinnstelle einer Rotorspinnmaschine vorgeschlagen, wobei ein aus Einzelfasern bestehendes Fasermaterial innerhalb einer Spinnkammer der Spinnstelle mit Hilfe eines Spinnrotors zu einem Garn verdreht wird und das Garn mit Hilfe einer Abzugsdüse über einen Abzugskanal aus der Spinnkammer abgezogen wird. Schließlich wird eine Abzugsdüse für eine Rotorspinnmaschine mit einem Abzugskanal beschrieben, über den ein mit Hilfe der Rotorspinnmaschine hergestelltes Garn abziehbar ist.
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Generell zeichnen sich Rotorspinnmaschinen dadurch aus, dass zunächst die Einzelfasern eines zugeführten Faserbands mit Hilfe einer Auflöseeinheit vereinzelt und in eine Spinnkammer eingeführt werden. Dort treffen sie auf die Innenwand eines sich mit hoher Drehzahl rotierenden Spinnrotors und werden durch die auftretenden Zentrifugalkräfte in den Bereich einer Rotorrille gezwungen. Die Drehung des Spinnrotors bewirkt schließlich ein Verdrehen der Einzelfasern, die sich wiederum um das Ende des bereits produzierten Garns winden (Faserbindungsprozess). Im Ergebnis wird also durch Verdrehen von Einzelfasern kontinuierlich ein Garn bzw. die stetige Verlängerung eines bereits existierenden Garns produziert, das schließlich über einen Abzugskanal einer entsprechenden Abzugseinheit aus der Spinnkammer abgezogen werden kann.
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Um den genannten Faserbindungsprozess positiv zu beeinflussen, wurde bereits vorgeschlagen (siehe beispielsweise die
DE 36 09 114 A1 ), im Inneren des Abzugskanals unterschiedlichst geformte Erhöhungen anzuordnen. Diese Erhöhungen müssen schließlich vom Garn passiert werden, welches aufgrund der jeweiligen Geometrie der Erhebungen mit einem Falschdrall versehen wird (der sich nach Passieren der Erhebungen wieder auflöst). Der Falschdrall pflanzt sich schließlich bis in die Rotorrille fort und unterstützt dort durch die zusätzliche Drehung des Garnendes den Faserbindungsprozess (die Erhebungen müssen hierfür derart angeordnet sein, dass der hierdurch erzeugte Falschdrall eine Drehrichtung aufweist, die der Drehrichtung des bereits produzierten Garns entspricht).
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Auch wenn die genannten Erhebungen durchaus geeignet sind, den Faserbindungsprozess positiv zu beeinflussen, ist die Stärke des Falschdralls grundsätzlich begrenzt. Grund hierfür ist die Tatsache, dass die Erhebungen für die Erzeugung des Falschdralls eine gewisse „Scharfkantigkeit“ aufweisen müssen, um das Garn in Drehung zu versetzen. Sind die Erhebungen zu scharfkantig, kommt es zu einer übermäßigen mechanischen Belastung des Garns, so dass der positive Effekt der besseren Fasereinbindung durch eine anschließende Beschädigung des Garns wieder neutralisiert wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Abzugseinheit, bzw. eine Abzugsdüse und ein Verfahren zur Herstellung eines Garns vorzuschlagen, bei der eine übermäßige Belastung des Garns trotz guter Faserbindung vermieden wird.
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Die Aufgabe wird vorrichtungstechnisch gelöst durch eine Garnabzugseinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Erfindungsgemäß zeichnet sich die Garnabzugseinheit der Rotorspinnmaschine dadurch aus, dass der Abzugskanal für das in der Spinnkammer produzierte Garn einen wendelförmig verlaufenden Abschnitt umfasst, mit dessen Hilfe dem Garn innerhalb des Abzugskanals ein Falschdrall erteilbar ist. Das produzierte Garn erhält den gewünschten Falschdrall in diesem Fall durch seine wendelförmige Zwangsführung bzw. das hierdurch entstehende und auf das Garn während des Passierens des genannten Abschnitts wirkende Torsionsmoment. Im Ergebnis erhält das fertige Garn eine Drehung, die wiederum das gewünschte Drehmoment auf das Garnende im Bereich der stromaufwärts gelegenen Rille des Spinnrotors ausübt. Die Grundidee der Erfindung liegt somit darin, das Garn durch einen wendelförmig verlaufenden Abzugskanalabschnitt zu führen. Ein derartig verlaufender Abschnitt weist in der Regel keinerlei (scharf-)kantige Übergänge auf, so dass auch eine übermäßige mechanische Belastung des Garns ausgeschlossen werden kann. Vielmehr wird das Garn behutsam auf eine schraubenförmige Bahn gelenkt, die eine besonders sanfte Führung des Garns bewirkt und dennoch die gewünschte Falschdrallbildung ermöglicht. Mit anderen Worten durchläuft das Garn zweckmäßigerweise einen allseitig geschlossenen und vorzugsweise einen runden oder linsenförmigen Querschnitt aufweisenden Kanal, der Teil des Abzugskanals ist und einen wendelförmigen Verlauf einnimmt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der wendelförmig verlaufende Abschnitt durch einen Oberflächenabschnitt eines Einsatzes begrenzt ist. Während der wendelförmig verlaufende Abschnitt des Abzugskanals zwar auch innerhalb eines entsprechenden Bauteils verlaufen kann, ist eine Oberflächenbearbeitung mit weitaus weniger Produktionsaufwand verbunden. Der entsprechende Abschnitt kann in diesem Fall in die Oberfläche des Einsatzes gefräst werden. Der Einsatz besitzt vorzugsweise eine zylindrische Außenkontur, die lediglich durch den Verlauf des wendelförmig verlaufenden Abschnitts des Abzugskanals unterbrochen wird.
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Besondere Vorteile bringt es mit sich, wenn der Einsatz von einer Wandung umgeben ist und ein der Wandung zugewandter Oberflächenabschnitt des Einsatzes eine wendelförmige und vorzugsweise rinnenförmige Vertiefung aufweist, die zusammen mit dem benachbarten Teil der Wandung den wendelförmig verlaufenden Abschnitt bildet. In diesem Fall muss der Einsatz keinen innenliegenden Kanal aufweisen. Vielmehr entsteht der erfindungsgemäße Abschnitt des Abzugskanals durch Zusammenwirken eines Oberflächenabschnitts des Einsatzes (in Form der Begrenzungsflächen der Vertiefung) sowie hiermit korrespondierenden Gegenflächen der am Einsatz anliegenden Wandung eines den Einsatz tragenden Bauteils der Rotorspinnmaschine. Die Vertiefungen können auf einfache Weise durch materialabtragende Verfahren in einen beispielsweise zylindrischen Grundkörper eingebracht werden, während das den fertigen Einsatz aufnehmende und die genannte Wandung aufweisende Bauteil im Hinblick auf die Bildung des wendelförmigen Abzugskanalabschnitts überhaupt nicht bearbeitet werden muss.
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Es ist also generell von Vorteil, wenn der Einsatz und ein die Wandung aufweisendes Bauteil der Garnabzugseinheit separate Bauteile sind. Beide Einheiten können in diesem Fall aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, wobei insbesondere der Einsatz aus Keramik, Metall oder Kunststoff gefertigt werden kann. Der Einsatz kann schließlich mit dem die Wandung aufweisenden Bauteil (z. B. dem Deckel der Rotoreinheit oder der Abzugsdüse) verklebt oder verschraubt werden. Auch ein gegenseitiges Verpressen ist denkbar, wobei der Einsatz in allen Fällen ortsfest bezüglich dem die Wandung aufweisenden Bauteil angeordnet sein sollte.
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Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn das die Wandung aufweisende Bauteil durch eine Hülse gebildet wird, und dass der Einsatz innerhalb der Hülse angeordnet und hinsichtlich der Hülse drehfest gelagert ist. Die Hülse stellt somit ein weiteres Bauteil dar, welches vorrangig der Lagerung des Einsatzes und damit auch der Begrenzung des erfindungsgemäßen wendelförmig verlaufenden Abschnitts des Abzugskanals dient. Die Hülse selbst kann wiederum in einer Bohrung/Durchbrechung des Deckels des die Spinnkammer begrenzenden Gehäuses gelagert sein.
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Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang von Vorteil, wenn der Einsatz mit der Hülse verklebt ist, wobei auch rein formschlüssige Verbindungen denkbar sind (Verschrauben, Verpressen, etc.).
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Hülse die Abzugsdüse mit einem Abzugsrohr verbindet, wobei der Einsatz zwischen Abzugsdüse und Abzugsrohr platziert und von der Hülse umgeben ist. Die Hülse dient in diesem Fall der Lagerung des Einsatzes und der Abzugsdüse und stellt somit sicher, dass der Abzugskanal lagegenau vom Garneinlauf der Abzugsdüse bis zum Abzugsrohr verläuft. Die Hülse ist zudem vorzugsweise drehrund und besitzt eine oder mehrere Anschlagsflächen, an der die Abzugsdüse und/oder das Abzugsrohr anliegen oder mit deren Hilfe die Hülse selbst an entsprechend benachbarten Bauteilen der Rotorspinnmaschine zum Anliegen kommt.
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Besondere Vorteile bringt es ferner mit sich, wenn die Hülse mit einem Antriebselement in Wirkverbindung steht und mit Hilfe des Antriebselements in eine Drehbewegung versetzbar ist. Der erfindungsgemäße wendelförmig verlaufende Abschnitt des Abzugskanals ist in diesem Fall antreibbar, wobei die Drehrichtung entweder mit der Drehrichtung des Spinnrotors übereinstimmen oder aber gegenläufig zu dieser ausgerichtet sein kann. Durch die zusätzliche Drehbewegung des genannten Abschnitts kann im Ergebnis eine Verbesserung der Garnstruktur erzielt werden, wobei sich die Drehung insbesondere positiv auf die optische Gleichmäßigkeit des Garns auswirkt. Die mögliche Drehzahl der Hülse sollte vorzugsweise in einem Bereich zwischen 10.000 Umdrehungen pro Minute (rpm) und 100.000 rpm liegen. Besonders bevorzugt wird ein Betrag zwischen 20.000 rpm und 60.000 rpm, wobei die besten Ergebnisse mit einer Drehzahl zwischen 30.000 und 50.000 erzielt werden konnten. Der Antrieb der Hülse erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines um die Hülse geschlungenen Antriebsriemens, der wiederum, beispielsweise über eine Antriebsachse, mit einem entsprechenden Antrieb (z. B. einem Elektromotor oder einer zentralen Antriebswelle der Rotorspinnmaschine) in Wirkverbindung stehen kann.
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In diesem Zusammenhang kann es von Vorteil sein, wenn die Hülse über eine Drehlagerung gelagert ist und relativ zur ortsfest fixierten Abzugsdüse in eine Drehbewegung versetzbar ist. Mit anderen Worten kann es vorteilhaft sein, wenn die Abzugsdüse während der Garnherstellung keine Drehung erfährt, während der erfindungsgemäße Abschnitt des Abzugskanals in die genannte Drehung versetzt wird. Zwischen Abzugsdüse bzw. einem die Abzugsdüse haltenden Bauteil der Garnabzugseinheit und der Hülse kann in diesem Fall eine Drehlagerung platziert sein, die trotz der möglichen Relativbewegung zwischen Abzugsdüse und Hülse ein Aus- bzw. Eintreten von Luft in den Abzugskanal verhindert. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Hülse im Bereich ihrer beiden Stirnseiten drehbar gelagert ist, um eine stabile Lagerung derselben zu gewährleisten.
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Auch kann es Vorteile mit sich bringen, wenn die Hülse drehfest mit der Abzugsdüse in Verbindung steht, so dass die Abzugsdüse gemeinsam mit der Hülse in eine Drehbewegung versetzbar ist. Es ist also denkbar, dass eine Relativbewegung zwischen der Hülse und der Spinndüse unterbunden wird, so dass das produzierte Garn bereits im Bereich der Spinndüse auf eine bewegte Oberfläche trifft. Hülse und Spinndüse können in diesem Fall beispielsweise verklebt sein. Alternativ ist es auch denkbar, zwischen Hülse und Spinndüse ein weiteres Bauteil vorzusehen, welches die Hülse mit der Spinndüse drehfest verbindet.
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Ebenso bringt es Vorteile mit sich, wenn der Einsatz auf seiner der Abzugsdüse zugewandten Seite eine in den Führungskanal mündende Einlaufschräge und/oder auf seiner der Abzugsdüse abgewandten Seite eine in Verlängerung des Führungskanals verlaufende Auslaufschräge aufweist. Das Garn wird in diesem Fall beim Übergang eines geradlinig verlaufenden Abschnitts des Abzugskanals in den wendelförmig verlaufenden Abschnitt nicht schlagartig umgelenkt, sondern erfährt eine sanfte Einleitung in bzw. Ausleitung aus dem erfindungsgemäßen Abzugskanalabschnitt.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Einlaufschräge und/oder die Auslaufschräge bündig in den benachbarten Bereich des Abzugskanals münden. Stufige bzw. scharfkantige Übergänge werden in dieser Ausführungsform gänzlich vermieden, so dass eine besonders schonende Führung des Garns realisiert werden kann. Die genannten Schrägen werden dabei vorzugsweise durch entsprechende Abschnitte des Einsatzes gebildet, die an den jeweiligen Stirnseiten desselben platziert sein können.
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Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn der Einsatz zumindest teilweise innerhalb der Abzugsdüse platziert ist. Der Einsatz kann somit integraler Bestandteil der Abzugsdüse sein, die in diesem Fall gemeinsam mit dem Einsatz ausgetauscht werden kann. Im Ergebnis erhält man eine Abzugsdüse, die bereits über den erfindungsgemäßen Abschnitt des Abzugskanals verfügt, so dass diese Abzugsdüse auch in bereits existierenden Rotorspinnmaschinen zum Einsatz kommen kann, ohne dass es weiterer konstruktiver Eingriffe bedürfte.
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Besondere Vorteile bringt es mit sich, wenn zwischen einem Garneinlauf der Abzugsdüse und dem wendelförmig verlaufenden Abschnitt ein geradliniger Abschnitt des Abzugskanals angeordnet ist. Die Abzugsdüse kann in diesem Fall eine (zentrisch verlaufende) Bohrung aufweisen und ist damit einfach herzustellen. Im Anschluss an diese Bohrung folgt schließlich der Einsatz, der wiederum zumindest einen Teil der Begrenzungsflächen des wendelförmigen Abschnitts des Abzugskanals zur Verfügung stellt.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Einsatz aus Keramik, Metall oder Kunststoff besteht. Auch kann der Einsatz gegossen oder durch (Oberflächen-)Bearbeitung eines Grundkörpers hergestellt werden. Denkbar sind ebenfalls diverse Beschichtungen des Einsatzes bzw. insbesondere dessen mit dem Garn in Kontakt kommenden Oberflächenbereiche, um die Reibungsverhältnisse zwischen Einsatz und Garn entsprechend anpassen zu können.
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Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn die Anzahl der Windungen der wendelförmigen Führung zwischen 0,2 und 5, vorzugsweise zwischen 1 und 3, beträgt. Während eine hohe Anzahl eine besonders starke Drehung des Garns bewirkt, bewirkt eine geringe Anzahl nur ein geringes auf das Garn wirkendes Torsionsmoment, so dass die äußeren Fasern des Garns nur einer geringen mechanischen Belastung ausgesetzt werden. Auch wenn die Führung beispielsweise auch nur eine halbe Windung aufweisen kann, so besitzt sie dennoch eine wendelförmige Kontaktfläche für das Garn, d. h. die Kontaktfläche weist einen gebogenen Abschnitt auf und erstreckt sich zudem in Längsrichtung des restlichen Abzugskanals, so dass im Ergebnis ein schraubenlinien- bzw. wendelförmiger Verlauf entsteht.
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Vorteilhaft ist es, wenn der wendelförmig verlaufende Abschnitt in einer Draufsicht einen Kreisbogen beschreibt, der bezüglich einer Längsachse des Abzugskanals einen Mittelpunktswinkel α aufweist, dessen Betrag wenigstens 60°, vorzugsweise wenigstens 120°, besonders v orzugsweise wenigstens 180°, beträgt. Der erfindungsgemäße Abschnitt kann somit, wie bereits oben angedeutet, weniger als eine vollständig Windung aufweisen, wobei durch die gebogene Form dennoch eine entsprechende Falschdrallerzeugung gewährleistet ist.
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Schließlich kann es von Vorteil sein, wenn der Einsatz aus mehreren, vorzugsweise gleichartigen, Einzelelementen zusammengesetzt ist, wobei die Einzelelemente kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten kommt also eine „Basiswendel“ zum Einsatz, die derart ausgebildet ist, dass sie mit einer oder mehreren weiteren Basiswendeln form- und/oder kraftschlüssig verbunden werden kann. Im Ergebnis ergibt sich hieraus die Möglichkeit, die Länge des Einsatzes bzw. die Windungszahl des Abzugskanals durch die Anzahl der miteinander verbundenen Einzelelemente zu variieren. Die Einzelelemente können dabei beispielsweise an einer ihrer Stirnseite eine oder mehrere Vertiefungen und auf der gegenüberliegenden Stirnseite einen oder mehrere Fortsätze aufweisen. Werden zwei Einzelelemente zusammengefügt, so greift der bzw. die Fortsätze des einen Einzelelements in die Vertiefung(en) des benachbarten Einzelelements. Der bzw. die Fortsätze bzw. die Vertiefung(en) weisen vorzugsweise in wenigstens einem Bereich einen von einer Kreisform abweichenden Querschnitt auf, so dass die zusammengefügten Einzelelemente nicht gegeneinander verdreht werden können. Dies stellt sich, dass aus den miteinander verbundenen Einzelelementen ein stufenloser Abzugskanal gebildet werden kann, der sich entlang des gesamten Einzelelements erstreckt. Ferner ist es möglich, dass der Einsatz aus einem Anfangsstück, einem Endstück sowie einem oder mehreren identischen Mittelstücken zusammengesetzt ist, wobei das Anfangsstück eine Einlaufschräge und das Endstück eine Auslaufschräge aufweist. Durch die Anzahl der Mittelstücke wird schließlich die Gesamtlänge des Einsatzes bestimmt (wobei auf das Mittelstück auch verzichtet werden kann). Schließlich kann der Einsatz auch aus mehreren identischen Einzelelementen zusammengesetzt sein, die jeweils eine Einlaufschräge und eine Auslaufschräge aufweisen. Die Konturen von Einlauf- und Auslaufschräge sind dabei vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass sie beim Zusammenfügen der Einzelelemente einen Formschluss bilden und die genannte Verdrehsicherung gewährleisten.
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Die erfindungsgemäße Abzugsdüse besitzt einen Abzugskanal mit einem wendelförmig verlaufenden Abschnitt, mit dessen Hilfe dem Garn innerhalb der Abzugsdüse ein Falschdrall erteilbar ist. Mit anderen Worten besitzt die Abzugsdüse selbst den erfindungsgemäßen Abschnitt. Somit kann jede bereits bestehende Rotorspinnmaschine, die über separate Abzugsdüsen verfügt, mit einer erfindungsgemäßen Abzugsdüse nachgerüstet werden, um die Garnqualität, insbesondere den Faserbindungsprozess zu verbessern. Der erfindungsgemäße Abschnitt kann auch in diesem Fall durch einen Einsatz gebildet werden, wie er bereits beschrieben wurde, wobei die Abzugsdüse vorzugsweise eine zylindrische Bohrung aufweist, in die der Einsatz eingeführt und fixiert wird (beispielsweise durch Verkleben).
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Garns mit Hilfe einer Spinnstelle einer Rotorspinnmaschine zeichnet sich schließlich dadurch aus, dass das Garn innerhalb eines wendelförmig verlaufenden Abschnitts des Abzugskanals einem Drehmoment ausgesetzt wird, welches eine Drehung des Garns um seine Längsachse bewirkt, wobei die Drehrichtung der Drehung der Drehrichtung entspricht, die das Garn durch den Spinnrotor erhält. Zum Einsatz können hierbei insbesondere die bisher beschriebene Abzugseinheit bzw. Spinndüse kommen, wobei bezüglich der jeweiligen Einzelmerkmale, die in beliebiger Kombination verwirklicht werden können, auf die bisherige sowie die folgende Beschreibung verwiesen wird. Insbesondere ist zudem vorgesehen, dass die erzeugte Drehung des Garns im Bereich des Abzugskanals durch den Kontakt des Garns mit der Wandung des wendelförmigen Abschnitts des Abzugskanals erzeugt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist hierbei vorgesehen, das Garn in einer schraubenförmigen Bahn um einen Einsatz zu führen. Die Führung des Garns erfolgt dabei zweckmäßigerweise durch eine wendelförmig über die Oberfläche des Einsatzes verlaufende, rinnenförmige Vertiefung.
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Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer bekannten Rotorspinnmaschine,
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2 eine teilweise geschnittene Detailansicht einer Spinnkammer einer Rotorspinnmaschine gemäß dem Stand der Technik,
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3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Abzugsdüse,
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4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Abzugseinheit,
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5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Abzugseinheit,
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6 eine Seiten- und eine Draufsicht eines Mittelstücks eines mehrteiligen Einsatzes für eine erfindungsgemäße Abzugseinheit, und
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7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Abzugseinheit.
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1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer bekannten Rotorspinnmaschine, die in der Regel eine Vielzahl von in Längsrichtung der Maschine (d. h. senkrecht zur Zeichenebene) nebeneinander angeordnete Spinnstellen 1 umfasst. Jeder Spinnstelle 1 wird in bekannter Weise mittels Liefereinrichtung 11 ein Fasermaterial 2 aus einer Spinnkanne 3 zugeführt, das mit Hilfe einer Auflösewalze 10 in Einzelfasern aufgelöst und über einen in 2 durch gestrichelte Linien angedeuteten (von bezüglich der Blattebene hinten kommenden) Faserzuführkanal 16 einem Spinnrotor 4 zugeführt wird. Das im Spinnrotor 4 erzeugte Garn 5 wird schließlich durch eine, z. B. ein Abzugswalzenpaar 6 umfassende, Abzugseinrichtung 7 über einen Ausgang 13 aus der Spinnstelle 1 abgezogen, eventuell durch eine Garnüberwachungseinheit 12 auf Garnfehler überprüft und mittels einer eine Spule 9 umfassenden Spulvorrichtung 8 aufgewickelt.
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Wie der Detailansicht 2 zu entnehmen ist, verfügt die Spinnstelle 1 über eine Spinnkammer 22, in die der über einen Rotorschaft 20 angetriebene Spinnrotor 4 hineinragt und die von einem Gehäuse 18 und einem wegschwenkbaren Deckel 17 begrenzt ist. Zwischen Deckel 17 und Gehäuse 18 befindet sich in der Regel eine Dichtung 19, um den in der Spinnkammer 22 herrschenden Unterdruck aufrechterhalten zu können.
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Der Abzug des produzierten Garns 5 erfolgt schließlich über eine sogenannte Abzugsdüse 21 (bzw. deren Garneinlauf 15), die beispielsweise in Form eines Einsatzes lösbar im Deckel 17 verankert sein kann, und die meist mit einem Abzugsrohr 14 in Verbindung steht, das beispielsweise mit Hilfe eines Trägers 34 ebenfalls am Deckel 17 gelagert ist. Die inneren Kanäle der Abzugsdüse 21, des Trägers 34 und des Abzugsrohrs 14 bilden schließlich einen Abzugskanal 23, der die notwendige Führung des Garns 5 beim Abzug aus der Spinnkammer 22 gewährleistet.
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Generell werden nun beim Rotorspinnen die durch die Auflösewalze 10 vereinzelten Fasern (nicht gezeigt) in den Spinnrotor 4 gesaugt und durch die hohe Umdrehungsgeschwindigkeit des Spinnrotors 4 in dessen innere Rille 35 gezwungen. Dort kommen sie in Kontakt mit dem in 2 angedeuteten Garn 5 und werden – bedingt durch die Rotordrehung – um dessen sich ebenfalls drehendes Ende geschlungen (sogenannter Faserbindungsprozess). Auf diese Weise entsteht kontinuierlich Garn 5, dass über die Abzugsdüse 21 abgezogen werden kann.
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Um den beschriebenen Faserbindungsprozess weiter zu verbessern, wurde bereits vorgeschlagen, innerhalb des Abzugskanals 23 mehr oder weniger scharfe Umlenkungen, d. h. Ausbuchtungen der Abzugskanalwandung, zu platzieren. Die Umlenkungen beaufschlagen das fertige Garn 5 mit einem Drehmoment, welches bewirkt, dass das Garn 5 einen Falschdrall erhält (d. h. einen Drall, der sich nach Passieren der Umlenkungen wieder auflöst). Der Falschdrall pflanzt sich schließlich über die Abzugsdüse 21 bis in die Rille 35 des Spinnrotors 4 fort und unterstützt letztendlich die Faserbindung an das entsprechende Ende des bereits gesponnenen Garns 5.
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Zwar kann die Stärke des Falschdralls durch die Gestaltung der Umlenkungen beeinflusst werden. Jedoch führen besonders scharfkantige Umlenkungen (die einen starken Falschdrall erzeugen würden) gleichzeitig zu einer übermäßigen mechanischen Belastung des Garns 5, so dass die Stärke des Falschdralls letztendlich begrenzt wird.
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Um diesem Problem zu begegnen, wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Abzugskanals 23 einen wendelförmig verlaufenden Abschnitt 24 für das Garn 5 umfasst, mit dessen Hilfe dem Garn 5 innerhalb des Abzugskanals 23 ein Falschdrall erteilbar ist.
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Eine erfindungsgemäße Abzugsdüse 21 zeigt 3, wobei der erfindungsgemäße wendelförmig verlaufende Abschnitt 24 durch einen Einsatz 25 gebildet wird, der innerhalb des Abzugskanals 23 einer (in der Regel drehrunden) Abzugsdüse 21 platziert ist, wie sie grundsätzlich auch in der Rotorspinnmaschine gemäß 2 zum Einsatz kommen kann.
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Der Einsatz 25, der beispielsweise in den Abzugskanal 23 eingeklebt sein kann, weist prinzipiell eine zylindrische Außenkontur auf, die der Innenkontur der die Durchtrittsöffnung der Spinndüse begrenzenden Wandung 27 entspricht. Ferner besitzt er auf einem der genannten Wandung 27 benachbarten Oberflächenabschnitt 26 eine wendelförmige Vertiefung 28, die sich nach Art einer Schraubenlinie um die Oberfläche des Einsatzes 25 windet. Begrenzt wird die, vorzugsweise rinnenförmige, Vertiefung 28 nach außen durch den der Vertiefung 28 benachbarten Teil 29 der Wandung 27.
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Im Ergebnis erhält man auf diese Weise einen Abzugskanal 23 mit einem wendelförmig verlaufenden Abschnitt 24, der vom Garn 5 während des Abzugsvorgangs aus der Spinnkammer 22 passiert werden muss. Ist die Drehung der Wendelform dabei in eine Richtung ausgerichtet, die der Drehrichtung des in den Garneinlauf 15 eintretenden Garns 5 entspricht, so wird die Drehung im Bereich des Einsatzes 25 verstärkt. Der entsprechende Falschdrall (der sich nach dem Einsatz 25 wieder auflöst) pflanzt sich schließlich bis in die Rinne des Spinnrotors 4 fort und bewirkt dort eine besonders zuverlässig Faseranbindung an das Ende des Garns 5, wobei es durch die abgerundeten Begrenzungsflächen des wendelförmig verlaufenden Abschnitts 24 zu nahezu keiner mechanischer Zusatzbelastung während der Falschdrallerzeugung kommt.
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Die Anzahl bzw. die Steigung der gezeigten Windungen ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Selbstverständlich können beide Parameter unter Berücksichtigung relevanter Zusatzgrößen (Art der Abzugsdüse 21, zu verspinnendes Garn 5, Rotordrehzahl, etc.) angepasst werden und von den gezeigten Werten mehr oder weniger stark abweichen. Auch muss die Abzugsdüse 21 prinzipiell kein vom Deckel 17 separierbares Einzelteil sein. Vielmehr ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff „Abzugsdüse“ generell derjenige Abschnitt der Spinnvorrichtung zu verstehen, der sich in den Spinnrotor 4 erstreckt und der den Frontabschnitt des sich an den Garneinlauf 15 anschließenden Abzugskanal 23 umfasst.
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4 zeigt schließlich eine erfindungsgemäße Garnabzugseinheit, bei welcher der durch den Einsatz 25 begrenzte wendelförmig verlaufende Abschnitt 24 des Abzugskanals 23 nicht innerhalb der Abzugsdüse 21, sondern im Anschluss an diese angeordnet ist. Der Einsatz 25 ist in diesem Fall innerhalb einer Hülse 30 gelagert, die wiederum die Abzugsdüse 21 mit einem Abzugsrohr 14 verbindet. Man erhält somit eine bei Bedarf auswechselbar Einheit, die bei entsprechendem Verschleiß einfach ausgetauscht werden kann.
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Um eine mechanische Beanspruchung des abgezogenen Garns 5 während seiner Drehung innerhalb des wendelförmig verlaufenden Abschnitts 24 weiter zu minimieren, kann es schließlich von Vorteil sein, wenn der Einsatz 25, wie in den 3 und 4 gezeigt, über eine Einlaufschräge 31 und/oder eine Auslaufschräge 32 verfügt. Hierdurch werden scharfkantig Umlenkungen vermieden, das Garn 5 wird besonders schonend in den Einsatz 25 hinein- und/oder aus diesem herausgeführt. Während sich die Einlaufschräge 31 auch unmittelbar im Anschluss an den Garneinlauf 15 (siehe insbesondere 3) befinden könnte, hat es sich ebenfalls als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn der Abzugskanal 23 zwischen dem Garneinlauf 15 und dem wendelförmig verlaufenden Abschnitt 24 einen geradlinigen Abschnitt 33 aufweist. Insbesondere können in diesem Fall herkömmliche Abzugsdüsen 21 Verwendung finden, die entsprechend 4 mit einem erfindungsgemäßen Einsatz 25 ergänzt werden können.
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Des Weiteren kann es von Vorteil sein, den beschriebenen Einsatz 25 mehrteilig auszubilden. Eine entsprechende Ausführungsform zeigen beispielsweise die 5 und 6.
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Wie diesen Figuren zu entnehmen ist, besteht der gezeigte Einsatz 25 aus einem die Einlaufschräge 31 aufweisenden Anfangsstück 37, einem die Auslaufschräge 32 aufweisenden Endstück 38 sowie einem dazwischen angeordneten Mittelstück 36. Anfangsstück 37, Mittelstück 36 und Endstück 38 besitzen in eingebautem Zustand entsprechend aneinander anliegende Kontaktflächen 39 sowie formschlüssig ineinander greifende Verdrehsicherungen.
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Wie 6 zu entnehmen ist, kann die Verdrehsicherung beispielsweise durch ein Zusammenwirken entsprechender Fortsätze 40 und korrespondierender Vertiefungen 41 realisiert werden. Beispielsweise weist das Mittelstück 36 im Bereich einer seiner beiden Stirnseiten einen Fortsatz 40 und im Bereich der gegenüberliegenden Stirnseite eine korrespondierende Vertiefung 41 auf. Besitzt nun das Anfangsstück 37 in dem in 5 gezeigten Beispiel auf seiner rechten Stirnseite ebenfalls eine entsprechende Vertiefung 41, so kann das Mittelstück 36 über seinen Fortsatz 40 formschlüssig mit dem Anfangsstück 37 zusammengesteckt werden. Eine entsprechende Verbindung ist auch mit dem Endstück 38 möglich, wenn dieses an seiner dem Mittelstück 36 zugewandten Kontaktfläche 39 einen mit der Vertiefung 41 des Mittelstücks 36 korrespondierenden Fortsatz 40 aufweist.
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Der Vorteil eines mehrteiligen Einsatzes 25 liegt schließlich darin, dass die Anzahl der verwendeten Mittelstücke 36 in Abhängigkeit der jeweiligen Prozessparameter (zu verspinnendes Fasermaterial 2, Spinngeschwindigkeit, etc.) variiert werden kann. Wird das Endstück 38 direkt mit dem Anfangsstück 37 gekoppelt, so erhält man einen besonders kurzen Abzugskanal 23, während dieser durch entsprechendes Zwischenschalten eines oder mehrerer Mittelstücke 36 verlängert werden kann.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, Anfangsstück 37, Endstück 38 und Mittelstück 36 identisch auszubilden, so dass aus einem einheitlichen Grundelement wiederum entsprechende Einsätze 25 zusammengesteckt werden können. Insbesondere wäre es in diesem Zusammenhang denkbar, das jedes der Grundelemente eine Einlaufschräge 31 und eine Auslaufschräge 32 aufweist (vergleichbar zu dem Einsatz 25 in 4), wobei Einlaufschräge 31 und Auslaufschräge 32 zweier in montiertem Zustand benachbarter Grundelemente derart aneinander liegen, dass ein gegenseitiges Verdrehen ausgeschlossen ist und ein durchgängiger Abzugskanal 23 entsteht.
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Schließlich zeigt 7 eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung, bei der das den wendelförmigen Abschnitt 24 aufweisende Bauteil aktiv antreibbar ist. Das genannte Bauteil kann beispielsweise als Hülse 30 vorliegen, in deren Inneren sich ein den erfindungsgemäßen Abschnitt 24 aufweisender Einsatz 25 entsprechend einer der 4 bist 6 erstreckt.
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Um das Bauteil anzutreiben, kann dieses wiederum, vorzugsweise über einen in 7 teilweise geschnitten dargestellten Antriebsriemen 44, mit einer Antriebsachse 45 in Verbindung stehen, die wiederum von einem Antrieb (beispielsweise einem nicht gezeigten Elektromotor) in eine Drehbewegung versetzbar ist. Das Bauteil (in 7: die Hülse 30) und die Antriebsachse 45 sollten hierfür in einem senkrecht zur Blattebene verlaufenden Schnitt eine kreisförmige Außenkontur aufweisen, so dass das Bauteil und die Antriebsachse 45 von dem (unter Spannung stehenden) Antriebsriemen 44 umschlungen und in eine Drehbewegung versetzt werden können.
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In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise denkbar, die Hülse 30 mit dem gezeigten Frontabschnitt 42 und/oder dem dargestellten hinteren Abschnitt 43 einteilig auszubilden, um die beide Abschnitte 42, 43 (und bei entsprechender Verbindung von Frontabschnitt 42 und Abzugsdüse 21 auch die Abzugsdüse 21) ebenfalls in eine Drehung versetzen zu können. Alternativ wäre es jedoch auch denkbar, die Hülse 30 über entsprechende Drehlagerungen innerhalb entsprechend ortsfest fixierter Abschnitte (Frontabschnitt 42, hinterer Abschnitt 43 bzw. sonstige vorhandene Trägerelemente) zu lagern, so dass ein Antrieb der Hülse 30 auch bei stillstehender Abzugsdüse 21 möglich wäre.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn sie in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spinnstelle
- 2
- Fasermaterial
- 3
- Spinnkanne
- 4
- Spinnrotor
- 5
- Garn
- 6
- Abzugswalzenpaar
- 7
- Abzugseinrichtung
- 8
- Spulvorrichtung
- 9
- Spule
- 10
- Auflösewalze
- 11
- Liefereinrichtung
- 12
- Garnüberwachungseinheit
- 13
- Ausgang
- 14
- Abzugsrohr
- 15
- Garneinlauf
- 16
- Faserzuführkanal
- 17
- Deckel
- 18
- Gehäuse
- 19
- Dichtung
- 20
- Rotorschaft
- 21
- Abzugsdüse
- 22
- Spinnkammer
- 23
- Abzugskanal
- 24
- wendelförmig verlaufender Abschnitt des Abzugskanals
- 25
- Einsatz
- 26
- Oberflächenabschnitt des Einsatzes
- 27
- Wandung
- 28
- wendelförmige Vertiefung
- 29
- der Vertiefung benachbarte Teil der Wandung
- 30
- Hülse
- 31
- Einlaufschräge
- 32
- Auslaufschräge
- 33
- geradliniger Abschnitt des Abzugskanals
- 34
- Träger
- 35
- Rille
- 36
- Mittelstück
- 37
- Anfangsstück
- 38
- Endstück
- 39
- Kontaktfläche
- 40
- Fortsatz
- 41
- Vertiefung
- 42
- Frontabschnitt
- 43
- hinterer Abschnitt
- 44
- Antriebsriemen
- 45
- Antriebsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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