DE1032273B

DE1032273B - Gehaeuselose Druckluftturbine, insbesondere fuer Falschdrallerzeugung bei Textilfaeden

Info

Publication number: DE1032273B
Application number: DEZ5228A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Meyer; Georg Thoma
Original assignee: NAEHFADENFABRIK GOEGGINGEN; ZWIRNEREI
Current assignee: NAEHFADENFABRIK GOEGGINGEN; ZWIRNEREI
Priority date: 1955-11-08
Filing date: 1955-11-08
Publication date: 1958-06-19

Description

Die Erfindung betrifft eine gehäuselose Druckluftturbine, insbesondere für Falschdrallerzeugung bei Textilfaden, deren Läufer senkrechte Drehachse und nur an seiner Unterseite einen Lagerzapfen hat.

Solche Turbinen sind z. B. bei Einrichtungen, die Falschdrall an Textilfaden erzeugen, bekannt. Der Lagerzapfen dieser bekannten Turbinen ist mechanisch gelagert. Solche mechanische Lagerung gestattet infolge der Reibung nur unerwünscht niedrige Drehzahl und bringt, da sie ölschmierung erfordert, bei Falschdrallerzeugern die Gefahr, daß der Faden von öl beschmutzt wird.

Die Erfindung will deshalb die mechanische Lagerung durch pneumatische ersetzen; sie will den Läufer auf Luft lagern.

Eine Druckluftturbine mit durch Druckluft getragenem Läufer ist an sich bekannt. Der Läufer hat die Form eines mit der Spitze nach unten weisenden Kegels; er ruht in einem oben offenen kegeligen Gehäuse, dessen Kegelwinkel etwas kleiner als derjenige des Läufers ist, so daß der Läufer mit seinem oberen Rande an dem oberen Rande des Gehäuses im Ruhezustand aufliegt. Die Beschaufelung bilden Einkehlungen in der Mantelfläche des Läuferkegels. In diese Einkehlungen blasen mehrere am Umfang verteilte, tangential schräg aufwärts gerichtete Druckluftdüsen; außerdem bläst eine Düse von unten her in Achsrichtung gegen den Läufer. Die Druckluft hebt den Läufer etwas vom Gehäuse ab, hält ihn also in der Schwebe. Diese Turbine dient für Ultrazentrifugen.

Die Erfindung will solche Vielzahl von Düsen vermeiden; sie will mit einer einzigen, nämlich der zum Läufer koaxialen Düse auskommen. Damit der Läufer stabil ist, d. h. damit seine Achse weder kippt noch seitwärts auswandert, sondern stets senkrecht und in der Mitte des Luftstrahls bleibt (was bei jener bekannten Turbine dadurch geschieht, daß der Läufer am Gehäuserand durch die Luft abgestützt wird), ist bei der gehäuselosen Turbine eine besondere Bauart des Läufers nötig.

Die Erfindung sieht deshalb vor, daß der in Achsrichtung von unten her angeblasene und angehobene Läufer Kanäle aufweist, welche an seiner Unterseite offen sind und die Blasluft fangen und sie schräg aufwärts und wesentlich tangential auswärts abströmen lassen, und daß sein Massenschwerpunkt tiefer als die Kanalmündungen und daß seine Masse tunlichst am Außenumfang angeordnet ist.

Der Läufer hängt also gewissermaßen an der seine Kanäle durchströmenden Luft. Die Aufwärtsrichtung der Kanäle und die tiefe Schwerpunktlage geben ihm das aufrichtende Moment; die Massenkonzentration am Umfang macht ihn steif gegen vorübergehende Gehäuselose Druckluftturbine,

insbesondere für Falschdrallerzeugung

bei Textilfaden

Anmelder:

ίο Zwirnerei und Nähfadenfabrik Göggingen, Göggingen bei Augsburg

Dipl.-Ing. Kurt Meyer, Göggingen bei Augsburg,

und Georg Thoma, Leitershofen bei Augsburg,

sind als Erfinder genannt worden

Kippmomente; und die Auswärtsrichtung der Kanäle bewirkt, daß, wenn der Läufer etwa seitwärts ausgewandert ist und deshalb die Kanäle an der einen Läuferseite vom Luftstrahl nur teilweise getroffen, also nur teilweise gefüllt sind, der größere Strömungsdruck der vollgefüllten Kanäle der anderen Seite den Läufer wieder in die Mitte des Blasstroms zurückführt.

Außer für Meßzwecke und sonstige Anwendungsfälle, bei denen vom Rotor nur minimale Arbeit zu leisten ist, eignet sich die Erfindung besonders gut für die Falschdrallerzeugung zur Bildung von Kräuselgarn. In diesem Falle besitzt der Zapfen eine Längsbohrung, die auch durch die Prallscheibe hindurchgeht. Im Zentrum der Prallscheibe, und zwar auf deren dem Zapfen entgegengesetzter Oberfläche, ist für die Falschdrallerzeugung ein sogenannter Drallhaken befestigt, der dem durch die Bohrung hindurchgehenden Faden einen Halt bietet, so daß während der Drehung des Rotors der Faden an dieser Drehbewegung teilnimmt. Im einfachsten Falle kann auch die Zapfenbohrung exzentrisch vorgesehen sein.

Eine besonders zweckmäßige Ausführung besteht darin, daß der Zapfen nach oben durch die Prallfläche hinausgeführt ist und daß die Bohrung in diesem Bereiche zickzackförmig verläuft.

Das freie Ende der Führungshülse kann eine trichterförmige Ausweitung besitzen, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, daß der Rotor nur so weit angehoben zu werden braucht, daß der untere Teil des Führungszapfens sich im Bereich der trichterförmigen Hülsenausweitung befindet.

809 557/93

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt; es zeigt

Fig. 1 ein Querschnittsschemai der Luftturbine,

Fig. 2 einen Teilgrundriß und Teilschnitt H-II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Luftturbine mit Lagerung des Rotorzapfens,

Fig. 4 einen Teilgrundriß, von oben gesehen, gemäß Fig. 3 und einen Teilschnitt IV-IV, von unten ge- ίο sehen, gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine Teilseitenansicht und einen Teilquerschnitt entsprechend Fig. 3 einer weiteren Ausführungsform der Luftturbine,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Luftturbine bei Ausbildung als Falschdrallerzeuger zur Erzeugung von Kräuselgarn und

Fig. 7 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 6 bei einer weiteren Ausführungsform des der Falschdrall- so erzeugung dienenden Rotors.

Wie die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, besteht die Luftturbine nach der Erfindung nur aus dem Rotorkörper, der eine dünne Mittelscheibe 1 aufweist, deren Ränder dieSchwungmasse2 tragen. Der die Schwungmasse bildende Randwulst 2 besitzt schräg verlaufende, d. h. etwa an die Peripherie der Mittelscheibe 1 tangierende Schlitze 3, die aufwärts gerichtet sind. Die dadurch gebildeten Stege 4 sind zweckmäßigerweise sehr schmal. In der Mittelachse der Scheibe 1 sitzt ein dünner Zapfen 5, der der Führung des Rotors bei Betriebsbeginn dient. Der Zapfen 5 sitzt bei Betriebsruhe in einer Hülse 6, die zentral im Luftführungsstutzen 7 angeordnet ist. Ein sich erweiternder Absatz 8 des Zapfens 5 kann der Ab-Stützung des Rotors 1, 2 auf dem Ende der Hülse 6 dienen. Die Abstützung kann auch dadurch erfolgen, daß sich das Ende des Zapfens 5 auf dem Grunde der Bohrung 9 der Hülse 6 aufsetzt. Im letzteren Falle kann die Hülse 6 im oberen Ende trichterförmig erweitert sein (gestricheltes Ende 6' der Hülse 6 in Fig. 1, 3, 5 und 6), um eine lagerartige Berührung der Hülse 6 mit dem Zapfen 5 während des Betriebsschwebezustandes des Rotors 1, 2 auszuschließen. In diesem Falle braucht der Rotor I₁ 2 während' des Betriebes nur so weit angehoben zu werden, daß das Zapfenende sich im Bereiche der Trichterauswei-■tung 6' befindet.

Die Antriebsluft 10 wird durch ein Rohr 7 der Prall- bzw. Staufläche 1 zugeführt, von wo sie durch die Schlitze 3 nach Drehung des Rotors I₁ 2 schräg aufwärts gerichtet wieder aus dem Rotor austritt. Hierbei stützt sie sich auf der den Rotor 1,2 umgebenden Atmosphäre 11 (rein schematisch und symbolisch in Fig. 1 angedeutet) ab, wodurch eine Art Rückstoß wirkung ausgelöst wird, die unter anderem der Vermeidung der Nutation dient. Das Ende T des Luftströmungsrohres 7 kann eingezogen sein, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, um der Luft 10 eine schärfere Richtung bei gleichzeitiger Geschwindigkeitserhöhung zu geben.

Das Schema nach Fig. 3 und 4 zeigt eine etwas abgewandelte Form der Luftturbine nach den Fig. 1 und 2. Hierbei sind die die Schlitze 3 bildenden Stege 4 schraubengangartig geschwungen ausgebildet, und außerdem erstrecken sie sich relativ weit auf der Unterfläche der kegelförmig vorgezogenen Prallbzw. Stauscheibe 1, um der auftreffenden Luft 10 möglichst sogleich die Möglichkeit zu geben, die auf die Scheibe 1 ausgeübte Staukraft in eine Drehkraft umzuwandeln. Gleichzeitig zeigt Fig. 3 die Art der Lagerung der Hülse 6 im Luftführungskrümmer 7'. Zu diesem Zwecke geht die Hülse 6 in einen Bolzen 12 über, der am Ende ein Gewinde 13 trägt, das in die Gewindebohrung 14 eines Rohrkrümmeraoisatzes 15 einschraubbar ist.

Fig. 5 zeigt im Schnitt eine weitere Ausführungsform des Rotors I₁ 2. Die Teilansicht entspricht den Fig. 1 und 3.

Der Schnitt nach Fig. 6 zeigt die spezielle Ausbildung der Luftturbine als Falschdrallerzeuger zur Erzeugung von Kräuselgarn. Zu diesem Zwecke besitzt der Schaft 5 eine Mittelbohrung 16, die sich auch durch die Schaftverdickung 8 nach außen erstreckt und die im oberen Bereich zickzickartig geführt ist. Um diese Zickzackbohrung 16' unterzubringen, erstreckt sich der verdickte Schaftteil 8 als oberer Mittelzapfen 8' über die Rotorscheibe 1 hinaus. Der mit Falschdrall zu versehende Faden 17 wird bei Drehung des Rotors I₁2 mit einem Drall versehen, der eine Funktion der Drehzahl des Rotors I₁ 2 und der Geschwindigkeit des Fadens 17 durch den Rotor ist. Oberhalb des Zapfens 8' befindet sich eine Fixiervorrichtung für den Falschdrall, beispielsweise eine Heizröhre, in der der entsprechend vorbereitete, beispielsweise benetzte oder/und gequollene Faden 17 einer kurzzeitigen, aber hohen Wärmeeinwirkung zum Zwecke der Fixierung des vom Rotor 1, 2 aufgezwungenen Dralles unterworfen wird. ₁₍

An Stelle der Zickzackbohrung 16' kann entsprechend Fig. 7 ein sogenannter Drallhaken 18 oder ein sonstiges bekanntes Mittel für die Fadendrehungsbegrenzung auf dem oberen Zapfenstück 8' angebracht sein. Gleichzeitig veranschaulicht Fig. 7 den Fall, daß das Rotormittelstück 8 als Spitzkegel ausgebildet ist : und daß die die Schlitze 3 bildenden Stege 4 sich , schraubenlinienförmig bis auf den Kegelmantel erstrecken.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gehäuselose Druckluftturbine, insbesondere für Falschdrallerzeugung bei Textilfaden, deren Läufer senkrechte Drehachse und nur an seiner Unterseite einen Lagerzapfen hat, dadurch ge- _: kennzeichnet, daß

a) der Läufer in an sich bekannter Weise von der ihn treibenden Druckluft in Achsrichtung ^::il von unten her angeblasen und angehoben und schwebend gehalten wird, so daß er das Lager nicht berührt,

b) der Läufer Kanäle aufweist, welche an seiner Unterseite offen sind und die Blasluft fangen •und sie schräg aufwärts und wesentlich taugen- ■ tial auswärts abströmen lassen,

c) der Massenschwerpunkt des Läufers tiefer als die Kanalmündungen und die Masse des Läufers tunlichst am Außenumfang angeordnet ist.

2. Turbine nach Anspruch 1 für Falschdrallerzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (5) eine der Führung und der Drallerzeugung des Fadens (17) dienende Längsbohrung (16) besitzt.

3. Turbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (16) exzentrisch verläuft.

4. Turbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapf en (8') oberhalb der Scheibe (1) eine Zickzackbohrung (16') besitzt.

5. Turbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (8') oberhalb der Scheibe ■'%

(1) einen an sich bekannten Drallhaken (18) besitzt.

6. Turbine nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der den Lagerzapfen im Ruhezustand des Läufers aufnehmenden Führungshülse (6) eine trichterförmige Ausweitung (6') besitzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

USA.-Patentschrift Nr. 2 659 193;

Buch »Ausgewählte Kapitel über neuzeitliche Maschinenelemente« von Spizyn-Röber-Heidebroek, VEB-Verlag Technik, Berlin 1955, S. 131, 132.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen