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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Abdichten einer Öffnung
eines unter Unterdruck stehenden Rotorgehäuses, durch die ein außerhalb
des Rotorgehäuses
gelagerter Schaft eines Spinnrotors hindurchtritt, mit wenigstens
zwei Dichtungsspalten, von denen ein erster Dichtungsspalt zwischen
dem Schaft und einem schwimmend zur Öffnung angeordneten Dichtungselement
und ein zweiter Dichtungsspalt mit einem an den Schaft angrenzenden
Ringbund des Spinnrotors gebildet ist.
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Eine Vorrichtung dieser Art ist durch
die
DE 197 32 096
A1 Stand der Technik. Das Dichtungselement ist hier eine
schwimmende Dichtungsscheibe, welche den Schaft gegenüber einem
an das Rotorgehäuse
angeklipsten ringförmigen
Bauteil abdichtet. Der zweite Dichtungsspalt ist unabhängig von
der schwimmenden Dichtungsscheibe und befindet sich zwischen dem
Ringbund des Spinnrotors und einer ins Rotorgehäuse fix eingesetzten Kunststoffhülse. Durch
die Kombination der beiden Dichtungsspalte entsteht eine Art Labyrinthdichtung,
welche das Eintreten von Falschluft in das Rotorgehäuse erschwert. Insgesamt
entsteht eine berührungslose
Dichtung, welche es beispielsweise erlaubt, den Spinnrotor aus seiner
Lagerung zur Bedienungsseite aus dem Offenend-Spinnaggregat herauszuziehen.
Um trotz dieser Demontagemöglichkeit
des Spinnrotors die beiden Dichtungsspalte nicht zu groß werden
zu lassen, ist die Durchtrittsbohrung der schwimmenden Dichtungsscheibe
gegenüber
dem Schaft sehr eng toleriert, was dadurch zulässig ist, dass die Dichtungsscheibe
infolge ihrer schwimmenden Anordnung bei Inbetriebnahme sich selbst
zentriert.
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Spinnrotoren können heute mit einer Betriebsdrehzahl
von etwa 150.000 min–1 laufen. Derart hohe
Drehzahlen sind nur dann möglich,
wenn der Abstand der Lager des Schaftes relativ kurz ist und außerdem der
im Rotorgehäuse
befindliche Teil des Spinnrotors nur einen relativ kleinen Überhang
gegenüber
dem nächsten
Lager aufweist. Dies hat naturgemäß zur Folge, dass bei der bekannten
Vorrichtung der zwischen der schwimmenden Dichtungsscheibe und dem
Schaft befindliche erste Dichtungsspalt sehr kurz ist, damit das
außerhalb
des Rotorgehäuses
befindliche erste Lager sehr dicht an das Rotorgehäuse herangerückt werden
kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu
Grunde, den Dichtungsspalt, soweit er sich besonders eng tolerieren
lässt,
zum Erzielen einer möglichst
wirksamen Spaltdichtung so lang wie möglich zu machen.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass
auch der zweite Dichtungsspalt mit dem gleichen schwimmend angeordneten
Dichtungselement gebildet ist.
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Durch diese Ausgestaltung wird der
erste Dichtungsspalt durch den zweiten Dichtungsspalt verlängert, wobei
in beiden Fällen
ein und dasselbe Dichtungselement mit dem Spinnrotor, also einmal mit
dem Schaft und einmal mit dem Ringbund, zusammenwirkt. Somit lassen
sich beide Dichtungsspalte sehr eng tolerieren. Dadurch wird das
Dichtungselement wesentlich wirkungsvoller gegen das Eintreten von
Falschluft. Außerdem
kann sich bei entsprechender Gestaltung am Ende des Ringbundes,
beim Übergang
zum Schaft, zwangsläufig
ein zusätzlicher,
radial verlaufender Dichtungsspalt ergeben.
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Vorteilhaft enthält das Dichtungselement einen
radialen Flansch, der zur schwimmenden Anordnung an einer ebenfalls
radial ausgerichteten Anlagefläche
des Rotorgehäuses
anliegt, sowie einen dem Ringbund zugeordneten hülsenartigen Bereich. Man erhält dadurch
für das
schwimmende Dichtungselement ein vorzugsweise einstöckiges kombiniertes
Bauteil, welches sich gleichzeitig an beiden Dichtungsspalten bei
der Inbetriebnahme einlaufen kann. Dabei ist es zweckmäßig, wenn
der radiale Flansch durch wenigstens ein Federelement an die Anlagefläche gedrückt ist.
Obwohl dies wegen des im Rotorgehäuse installierten Unterdruckes
an sich nicht erforderlich ist, bietet das Federelement eine zusätzliche
Sicherheit, insbesondere wenn zu Wartungszwecken das Spinnaggregat
geöffnet
wird und dadurch gegebenenfalls der Unterdruck zusammenbricht.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, dass das Dichtungselement zusätzlich eine mit einer Rückwand des
Spinnrotors einen dritten Dichtungsspalt bildende, im Wesentlichen
radial verlaufende Dichtfläche
aufweist. Diese Dichtfläche braucht
nicht absolut radial angeordnet zu sein, sondern kann durchaus mehr
oder weniger konisch gestaltet sein. Das schwimmende Dichtungselement wird
auf diese Weise genügend
eng an den rotierenden Spinnrotor angestellt, wodurch das Mitschleppen von
Luft erschwert wird. Es entsteht wenigstens teilweise eine Art Umhüllung des
Spinnrotors, zumindest an seiner Rückwand, wodurch sich vor allem
bei hohen Oberflächengeschwindigkeiten
eine Verringerung des Energieverbrauchs erreichen lässt. Dadurch,
dass sich auch die Dichtfläche,
da sie an dem schwimmenden Dichtungselement angebracht ist, mit
nach dem Schaft ausrichtet, kann die Dichtfläche entsprechend eng an die
Oberfläche
der Rückwand des
Spinnrotors angestellt werden.
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Die genannte Umhüllung der Rückwand des Spinnrotors lässt sich
noch weiter verbessern, wenn die Dichtfläche mit einem einen zylindrischen
Bereich der Rückwand
umhüllenden
hohlzylindrischen Fortsatz versehen ist. In Kombination mit der
genannten Spaltdichtung entsteht durch diese verbesserte Umhüllung des
Spinnrotors dann noch ein vierter Dichtungsspalt, nämlich zwischen
dem hohlzylindrischen Fortsatz des schwimmenden Dichtungselementes und
dem zylindrischen Bereich der Rückwand
des Spinnrotors.
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Ein besonderer Vorteil besteht darin,
dass die Dichtfläche
an einem mit dem Dichtungselement verbindbaren Austauschteil angeordnet
sein kann. Dieses Austauschteil, welches mit dem schwimmenden Dichtungselement
einstöckig,
aber lösbar
verbunden sein kann, lässt
sich an verschiedene Durchmesserbereiche des Spinnrotors anpassen.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn
das Austauschteil auf den hülsenartigen
Bereich aufgepresst wird.
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Weitere Vorteile und Merkmale der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
stark vergrößert dargestellten
Ausführungsbeispiels.
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Die Zeichnung zeigt einen Axialschnitt
durch eine Offenend-Spinnvorrichtung im Bereich eines Spinnrotors 1.
Dieser enthält
einen Rotorteller 2 sowie einen Schaft 3. Der
Rotorteller 2 ist mittels eines Ringbundes 4 in
bekannter Weise auf den Schaft 3 aufgepresst.
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Bei Betrieb läuft der Rotorteller 2 in
einer Unterdruckkammer 5 um, die durch ein Rotorgehäuse 6 gebildet
wird. Die Unterdruckkammer 5 ist an eine nicht dargestellte
Unterdruckquelle angeschlossen.
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Die Vorderseite des Rotorgehäuses 6 enthält eine
Bedienungsöffnung 7,
die bei Betrieb mit einer nicht dargestellten Gehäuseabdeckung
verschlossen ist, damit keine Falschluft in die Unterdruckkammer 5 eintritt.
Die Rückwand 8 des
Rotorgehäuses 6 enthält eine Öffnung 9,
durch welche der Schaft 3 hindurchtritt. Der Schaft 3 ist
außerhalb
des Rotorgehäuses 6 in
nicht dargestellter Weise gelagert und zu Drehungen angetrieben.
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Damit durch die Öffnung 9 keine Falschluft
in die Unterdruckkammer 5 eintritt, ist eine Vorrichtung 10 zum
Abdichten der Öffnung 9 vorgesehen.
Diese Vorrichtung 10 enthält ein vorzugsweise aus einem geeigneten
Kunststoff bestehendes Dichtungselement 11, welches schwimmend
zur Öffnung 9 und auch
zum Schaft 3 sowie zum Ringbund 4 angeordnet ist.
Das schwimmende Dichtungselement 11 bildet einen ersten
Dichtungsspalt 12 mit dem rotierenden Schaft 3 und
einen zweiten Dichtungsspalt 13 mit dem ebenfalls rotierenden
Ringbund 4. Somit wirken beide Dichtungsspalte 12 und 13 mit
ein und demselben schwimmenden Dichtungselement 11 zusammen
und können
dadurch besonders eng toleriert werden, da ja das Dichtungselement 11 bei
der ersten Inbetriebnahme des Spinnrotors 1 sich einläuft und
dadurch die beiden Dichtungsspalte 12 und 13 sich
gleichsam von selbst in der gewünschten
Größenordnung
bilden. Durch die schwimmende Anordnung ist das Dichtungselement 11 immer
ausreichend zum Spinnrotor 1 zentriert. Der erste Dichtungsspalt 12 wird
durch den zweiten Dichtungsspalt 13 gewissermaßen verlängert, so
dass jeder einzelne Dichtungsspalt 12,13, für sich allein
genommen, genügend
kurz gehalten werden kann. Die Wirksamkeit kann dadurch noch gesteigert
werden, dass bei entsprechender Gestaltung zwischen der hinteren Stirnseite
des Ringbundes 4 und der zugeordneten Fläche des
schwimmenden Dichtungselementes 11 noch ein zusätzlicher,
radial verlaufender Dichtungsspalt 14 gebildet wird. Das
Vorhandensein dieses zusätzlichen
Dichtungsspaltes 14 ist jedoch gemäß der Erfindung nicht unbedingt
erforderlich.
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Das Dichtungselement 11 besteht
zweckmäßig einstöckig aus
einem radialen Flansch 15 und einem hülsenartigen Bereich 16.
Der radiale Flansch 15 liegt zur schwimmenden Anordnung
an einer ebenfalls radial ausgerichteten Anlagefläche 17 des Rotorgehäuses 6 an.
Aus Montagegründen
ist die Anlagefläche 17 an
einem separat montierbaren Bauteil 18 angeordnet, welches
an der Rückwand 8 befestigt
ist und damit einen Bestandteil des Rotorgehäuses 6 bildet. Obwohl
der in der Unterdruckkammer 5 vorhandene Unterdruck den
radialen Flansch 15 an die Anlagefläche 17 bei Betrieb
heranzieht, ist zur Sicherheit noch ein Federelement 19 vorgesehen,
welches sich einerseits an der Rückwand 8 und andererseits
an dem radialen Flansch 15 abstützt und somit das Dichtungselement 11 an
die Anlagefläche 17 des
Rotorgehäuses 6 andrückt.
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Außer dem radialen Flansch 15 und
dem hülsenartigen
Bereich 16 besitzt das schwimmend angeordnete Dichtungselement 11 ein
weiteres Teil, welches mit einer Rückwand 20 des Spinnrotors 1 einen
dritten Dichtungsspalt 22 bildet, der im Wesentlichen radial
verläuft.
Dabei wirkt mit der Rückwand 20 eine
Dichtfläche 21 des
Dichtungselementes 11 zusammen. Der dritte Dichtungsspalt 22 braucht
sich jedoch nicht absolut radial erstrecken, sondern kann, wie nicht
zeichnerisch dargestellt, durchaus mit einer konisch verlaufenden
Rückwand
des Spinnrotors 1 gebildet sein. Wenn dieser dritte Dichtungsspalt 22 genügend eng
toleriert wird, lässt
sich vor allem bei hohen Drehzahlen des Spinnrotors 1 eine
Verringerung des Energieverbrauchs erreichen. Dadurch, dass die
Dichtfläche 21 ein
Bestandteil des schwimmenden Dichtungselementes 11 ist,
richtet sich auch die Dichtfläche 21,
wie bereits anhand der Dichtungsspalte 12 und 13 beschrieben,
nach dem Schaft 3 und dem Ringbund 4 aus.
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Die Maßnahmen zur Energieeinsparung
lassen sich noch dadurch verbessern, wenn die Dichtfläche 21 mit
einem einen zylindrischen Bereich 23 der Rückwand 20 umhüllenden
hohlzylindrischen Fortsatz 24 versehen ist. Es entsteht
dann ein weiterer Dichtungsspalt 25 und insgesamt eine
gewisse Umhüllung
des Rotortellers 2.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, dass die Dichtfläche 21 an
einem mit dem Dichtungselement 11 lösbar verbindbaren Austauschteil 26 angeordnet
ist. Dieses Austauschteil 26 kann auf den hülsenartigen
Bereich 16 des Dichtungselementes 11 aufgepresst
sein, unter Zuhilfenahme eines axialen Anschlages 27. Dadurch
lässt sich
erreichen, dass das schwimmende Dichtungselement 11 durch Anbringen
unterschiedlicher Austauschteile 26 an unterschiedliche
Durchmesserbereiche des Rotortellers 2 angepasst werden
kann.