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Die
Erfindung betrifft einen Faserleitkanal für eine Offenend-Spinnvorrichtung
mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
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Faserleitkanäle sind
im Zusammenhang mit Offenend-Spinnvorrichtungen
seit langem bekannt und in zahlreichen Schutzrechtsanmeldungen ausführlich erläutert.
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In
der
DE 197 12 881
A1 ist beispielsweise eine Offenend-Spinnvorrichtung beschrieben, bei der ein
in einer Spinnkanne zwischengelagertes Faserband einer rotierenden
Auflösewalze
vorgelegt wird, die das Faserband in Einzelfasern auskämmt. Die Einzelfasern
werden anschließend über einen
Faserleitkanal in einen Spinnrotor eingespeist, der mit hoher Drehzahl
in einem unterdruckbeaufschlagten Rotorgehäuse umläuft.
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In
der Rotorrille des Spinnrotors werden die Einzelfasern dann kontinuierlich
an das Ende eines den Spinnrotor über eine Abzugseinrichtung
verlassenden Garnes angedreht und das fertige Garn anschließend auf
einer zugehörigen
Spuleinrichtung zu einer Kreuzspule aufgewickelt.
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An
die Ausführungsform
derartiger Faserleitkanäle,
in denen die Einzelfasern pneumatisch von der Auflösewalze
zum Spinnrotor transportiert werden, sind dabei besondere Anforderungen
gestellt.
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Das
heißt,
die geometrische Ausbildung des Faserleitkanals muss gewährleisten,
dass innerhalb des Faserleitkanals bezüglich der Transportluft spezielle
Strömungsverhältnisse
gegeben sind. Die im Faserleitkanal herrschende Luftströmung soll
beispielsweise dafür
sorgen, dass die Fasern während ihres
Transportes durch den Faserleitkanal gestreckt werden bzw. weitestgehend
gestreckt bleiben.
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Außerdem soll
die aufgrund des Unterdruckes im Rotorgehäuse in den Faserleitkanal eintretende
Luftströmung
das Ablösen
der ausgekämmten Einzelfasern
von der Garnitur der vor dem Eingangsöffnung des Faserleitkanals
rotierenden Auflösewalze
unterstützen.
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Die
in der
DE 197 12 881
A1 beschriebene Ausführungsform
eines Faserleitkanals weist, wie üblich, einen lichten Kanalquerschnitt
auf, der von seiner Eingangsöffnung
zu seiner Mündung
hin abnimmt, was innerhalb des Faserleitkanals zu einer Beschleunigung
der Luftströmung
und damit zu einer Streckung der Einzelfasern führt.
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Allerdings
bestehen bei diesem bekannten, als Druckgussteil ausgebildeten Faserleitkanälen bezüglich der
erzielbaren Beschleunigung der Transportluftströmung herstellungs- und spinntechnologisch
bedingte Einschränkungen.
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Beispielsweise
darf der lichte Kanalquerschnitt im Bereich der Mündung des
Faserleitkanals im Interesse einer ausreichend großen Transportluftströmung eine
bestimmte Mindestgröße nicht
unterschreiten.
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Des
weiteren sind bezüglich
der Höhe
und der Breite des lichten Kanalquerschnittes im Bereich der Eingangsöffnung des
Faserleitkanals bei der bekannten Einrichtung bestimmte Grenzen
vorgegeben.
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Die
lichte Breite des Kanalquerschnittes im Bereich der Eintrittsöffnung ergibt
sich beispielsweise durch die Breite des Garniturringes der Auflösewalze,
während
die Mindesthöhe
des lichten Kanalquerschnittes in diesem Bereich durch das Herstellungsverfahren
des Faserleitkanales vorgegeben ist. Das heißt, die Mindesthöhe des lichten
Kanalquerschnittes im Bereich der Eingangsöffnung des Faserleitkanales
richtet sich bei diesen im Hohlgußverfahren gefertigten Faserleitkanälen nach
der Höhe
des bei diesem Herstellungsverfahren erforderlichen, konisch ausgebildeten
Kernes.
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Aufgrund
dieser Vorgaben ergeben sich bei Faserleitkanälen, die die in der
DE 197 12 881 A1 beschriebene
Ausführungsform
aufweisen, Strömungsgeschwindigkeiten
der Fasertransportluft, die im Bereich der Eingangsöffnung oft
nur geringfügig über der
Oberflächengeschwindigkeit
der rotierenden Auflösewalze
liegen.
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Da
bereits kleine Änderung
in der Faserleitkanalgeometrie das Spinnergebnis negativ beeinflussen
können
und speziell die im Bereich der Eintrittsöffnung des Faserleitkanals
angeordnete Faserabrisskante während
des Spinnprozesses einer hohen Beanspruchung ausgesetzt ist, ist
bereits vorgeschlagen worden, im Bereich der Eingangsöffnung eines
Faserleitkanals ein auswechselbares Einsatzstück anzuordnen, das vorzugsweise
aus einem verschleißfesten,
oxydkeramischen Werkstoff gefertigt ist.
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In
der nachveröffentlichten
DE 103 42 284 A1 ist
ein Faserleitkanal mit einem solchen Einsatzstück beschrieben.
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Das
Einsatzstück
bildet dabei im Bereich der Eingangsöffnung des Faserleitkanals
eine Engstelle, die den lichten Kanalquerschnittes verringert, was
zu einer Erhöhung
der Strömungsgeschwindigkeit
der Transportluftströmung
in diesem Bereich führt.
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Da
ein solches oxydkeramisches Bauteil gegen Verschleiß äußerst resistent
ist, ist eine lange Lebensdauer derartig ausgestatteter Faserleitkanäle gewährleistet.
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Die
Verringerung des lichten Querschnittes des Faserleitkanal im Bereich
der Eintrittsöffnung
hat sich speziell bei Baumwollgarnen durchaus bewährt, allerdings
können
bei anderen Fasermaterialien, beispielsweise Polyester oder Polyestermischungen, Schwierigkeiten
beim Eintritt der Fasern in den Faserleitkanal auftreten.
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Ausgehend
vom vorgenannten Stand der Technik liegt daher der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, die bekannten Faserleitkanäle weiter zu verbessern.
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Insbesondere
soll der Bereich der Eingangsöffnung
dieser Faserleitkanäle
so modifiziert werden, dass das Ablösen der von der Auflösewalze
aus dem Vorlagefaserband ausgekämmten
Einzelfasern vom Garniturring der Auflösewalze und deren Eintritt
in den Faserleitkanal, unabhängig
vom Fasermaterial, optimiert werden soll.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung gelöst,
wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Ausführungsform
eines Faserleitkanals mit einer stromab seiner Eingangsöffnung angeordneten
Luftleitfläche,
die eine Störeinrichtung
zur Beeinflussung einer mit der Auflösewalze umlaufenden Luftströmung aufweist,
führt zum
Entstehen einer Staudruckzone unmittelbar hinter der Eintrittsöffung des
Faserleitkanals.
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Dieser
Staudruck beeinflusst die mit der Auflösewalze umlaufende Luftströmung wirksam
und verhindert, dass Einzelfasern, die sich bereits vom Garniturring
der Auflösewalze
gelöst
haben, von dieser Rotationsströmung
mitgerissen werden und mit der Rotationsströmung umlaufen anstatt in die
Eintrittsöffnung
eingesaugt zu werden.
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Das
heißt,
durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Störeinrichtung kann die Einspeisung
von Einzelfasern in die Eingangsöffnung
des Faserleitkanals, unabhängig
vom verwendeten Fasermaterial, deutlich verbessert werden.
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In
vorteilhafter Ausführungsform
ist die erfindungsgemäße Störeinrichtung,
wie im Anspruch 2 beschrieben, in ein Einsatzstück integriert, dass im Bereich
der Eintrittsöffnung
des Faserleitkanals positioniert ist.
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Auch
mit einer solchen Ausbildung werden die vorstehend beschriebenen
Vorteile erreicht.
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Wie
im Anspruch 3 dargelegt ist die erfindungsgemäße Störeinrichtung vorzugsweise im
Bereich einer Luftleitfläche
angeordnet, die in Richtung der umlaufenden Luftströmung konkav
gewölbt
ist.
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Versuche
haben gezeigt, dass durch eine solche Anordnung auf einfache Weise
gute Ergebnisse beim Aufbau einer Staudruckzone erzielbar sind.
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Vorteilhafterweise
ist die Störeinrichtung,
wie im Anspruch 4 dargelegt, als bezüglich der umlaufenden Luftströmung im
Querschnitt kreissegmentartige Ausnehmung ausgebildet.
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Die
Störeinrichtung
weist dabei ihre größte Ausdehnung
quer zu der mit der Auflösewalze
umlaufenden Rotationsströmung
auf. Durch eine derartig ausgebildete und angeordnete Ausnehmung kommt
es im Bereich hinter der Eintrittsöffnung des Faserleitkanals
zu Luftverwirbelungen, die quasi einen Luftvorhang bilden.
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Wie
im Anspruch 5 dargelegt, weist die in die gewölbte Luftleitfläche des
Einsatzstückes
eingearbeitete Ausnehmung vorzugsweise eine Breite auf, die etwa
der Breite des Garniturringes der Auflösewalze entspricht.
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Auf
diese Weise wird gewährleistet,
dass sich die Staudruckzone über
die gesamte Breite der mit der Auflösewalze umlaufenden Rotationsströmung erstreckt
und eine wirkungsvolle Luftbarriere für bereits ausgekämmte Einzelfasern
bildet.
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Die
Länge der
Ausnehmung, das heißt,
ihre Ausdehnung in Umlaufrichtung der Rotationsströmung ist
deutlich geringer als deren Breite.
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Das
heißt,
die Länge
beträgt
zwischen 25% und 75%, vorzugsweise 50%, der Breite der Ausnehmung
(Anspr. 6). Eine solche Ausbildung gewährleistet einerseits eine ausreichende
Störung
der Rotationsströmung
und ist andererseits fertigungstechnisch relativ problemlos herzustellen.
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Wie
in Ansprüchen
7 und 8 dargelegt, ist der Faserleitkanal oder wenigstens das im
Bereich der Eintrittsöffnung
des Faserleitkanals angeordnete Einsatzstück aus einem oxydkeramischen
Werkstoff gefertigt.
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Ein
solcher Werkstoff hat den Vorteil, dass er sehr verschleißresistent
ist und daher eine lange Lebensdauer der Bauteile auch bei starken
Beanspruchung gewährleistet
ist. Einer solchen relativ starken Beanspruchung ist der Faserleitkanal
bzw. das Einsatzstück
beispielsweise im Bereich einer vor der erfindungsgemäßen Störeinrichtung
angeordneten Faserabrisskante ausgesetzt.
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Wie
im Anspruch 9 dargelegt, ist bei einem zweiteilig ausgebildeten
Faserleitkanal das Einsatzstück
im Einbauzustand sicher in einer nach unten hin offenen Aufnahme
des Faserleitkanalkorpus festgelegt und stützt sich dabei an einer Anlageschulter des
Auflösewalzengehäuses ab.
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Eine
solche Ausführungsform
hat den Vorteil, dass das Einsatzstück einerseits stets ordnungsgemäß positioniert
und befestigt ist, andererseits bei Bedarf problemlos auswechselbar
ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1 eine
Seitenansicht einer Offenend-Spinnvorrichtung mit einem Faserleitkanal
zwischen einem Auflösewalzengehäuse und
einem Spinnrotorgehäuse,
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2 eine
Vorderansicht auf das Auflösewalzengehäuse mit
dem Faserleitkanal, der im Bereich seiner Eingangsöffnung ein
erfindungsgemäß modifiziertes
Einsatzstück
aufweist,
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3 den
Faserleitkanal gemäß 2 im Detail,
teilweise im Schnitt,
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4 den
Faserleitkanal gemäß Blickrichtung
des Pfeils X in der 3,
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5 die
Einzelheit Y der 2 in einem größeren Maßstab.
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Die
in 1 dargestellte Offenend-Rotorspinnvorrichtung 1 verfügt, wie
bekannt, über
ein Rotorgehäuse 2,
in dem ein Spinnrotor 3 mit hoher Drehzahl umläuft.
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Der
Spinnrotor 3 ist dabei mit seinem Rotorschaft 4 im
Zwickel einer Stützscheibenlagerung 5 abgestützt und
wird durch einen maschinenlangen Tangentialriemen 6, der
durch eine Andrückrolle 7 angestellt
ist, beaufschlagt.
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Das
an sich nach vorne hin offene Rotorgehäuse 2 ist während des
Betriebes durch ein schwenkbar gelagertes Deckelelement 8,
in das eine Kanalplatte 37 integriert ist, verschlossen.
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Das
Rotorgehäuse 2,
das über
eine Dichtung 9 luftdicht geschlossen ist, ist außerdem über eine entsprechende
Pneumatikleitung 10 an eine Unterdruckquelle 11 angeschlossen,
die den im Rotorgehäuse 2 notwendigen
Spinnunterdruck erzeugt.
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In
einer nicht näher
dargestellten Aufnahmeöffnung
der Kanalplatte 37 ist ein vorzugsweise auswechselbarer
Kanalplattenfortsatz, ein sogenannter Kanalplattenadapter 12,
angeordnet. Der Kanalplattenadapter 12 weist, wie üblich, eine
Fadenabzugsdüse
sowie den Mündungsbereich
eines Faserleitkanals 13 auf.
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Das
Deckelelement 8, das um eine Schwenkachse 16 begrenzt
drehbar gelagert ist, verfügt über ein
Auflösewalzengehäuse 17 und
weist rückwärtige Lagerkonsolen 19, 20 zur
Lagerung einer Auflösewalze 21 beziehungsweise
eines Faserbandeinzugszylinders 22 auf.
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Wie
angedeutet, wird die Auflösewalze 21 dabei
im Bereich ihres Wirtels 23 durch einen umlaufenden, maschinenlangen
Tangentialriemen 24 angetrieben, während der Antrieb des Faserbandeinzugszylinders 22 vorzugsweise über eine
(nicht dargestellte) Schneckengetriebeanordnung erfolgt, die auf
eine maschinenlange Antriebswelle 25 geschaltet ist.
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Die 2 zeigt
in Vorderansicht das Auflösewalzengehäuse 17 mit
der Auflösewalze 21 sowie
einen in einer Anschlußbohrung 31 des
Auflösewalzengehäuses 17 positionierten
Faserleitkanal 13.
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Wie
dargestellt, weist die Anschlußbohrung 31 eine
Anschlagstufe 32 auf, an der sich der Faserleitkanal 13 im
Einbauzustand abstützt.
Die Anschlußbohrung 31 verfügt des weiteren über eine seitliche
Aussparung 33, in die eine am Faserleitkanal 13 angeordnete
Lagefixiereinrichtung 34 eingreift.
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Der
Faserleitkanal 13 ist gegenüber der Anschlußbohrung 31 des
Auflösewalzengehäuses 17 durch
eine O-Ringdichtung 35 abgedichtet, die in einer entsprechenden
Ringnut 36 des Faserleitkanalfußes 44 positioniert
ist.
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Die
Abdichtung des Faserleitkanales 13 gegenüber der
Kanalplatte 37 erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel über eine
Schlauchtülle 38,
die sich an einer Anlageschulter 41 am Faserleitkanal 13 abstützt.
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Wie
angedeutet, weist der Faserleitkanal 13 im Bereich seiner
Eingangsöffnung 18 ein
auswechselbar angeordnetes Einsatzstück 27 auf, dessen
genau Ausbildung nachfolgend anhand der 3–5 erläutert wird.
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Wie
insbesondere die 3 und 4 zeigen,
ist der insgesamt mit der Bezugszahl 13 gekennzeichnete
Faserleitkanal als Hohlkörper
ausgebildet und weist zentralen Faserkanal 40 auf, dessen lichter
Querschnitt von der Eingangsöffnung 18 des Faserleitkanales 13 zu
seiner Mündung 26 hin
abnimmt.
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Das
heißt,
bezogen auf die Breite B läuft
der Faserkanal 40 unter einem Winkel α konisch zu.
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Die
Höhe H
des Faserkanals 40 verringert sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel
weniger konisch unter einem Winkel β.
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Der
Winkel β ist
dabei in erster Linie fertigungsbedingt und ergibt sich aufgrund
eines Kernes, der bei der Herstellung des Faserleitkanals 13 nach dem
Druckgußverfahren
unabdingbar ist.
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Der
Faserleitkanal 13 weist des weiteren einen, in Draufsicht
gesehen, im Querschnitt kreisrunden Faserleitkanalfuß 44,
einen teilweise konisch verlaufenden Mittelabschnitt 45 sowie
einen zylindrischen Mündungsabschnitt 46 auf.
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Im
Faserleitkanalfuß 44 ist
dabei eine Ringnut 36 zur Aufnahme einer O-Ringdichtung 35 angeordnet.
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Außerdem weist
der Faserleitkanalfuß 44 endseitig
eine einseitige Ausnehmung 60 auf, in der das Einsatzstück 27 drehfest
positionierbar ist, das sich im Einbauzustand außerdem an der Anlageschulter 32 des
Auflösewalzengehäuses 17 abstützt.
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Das
Einsatzstück 27 besitzt
an seiner Unterseite eine konkav gewölbte Luftleitfläche 47,
deren Radius etwas über
dem Durchmesser der im Auflösewalzengehäuse 17 umlaufenden
Auflösewalze 21 liegt.
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Wie
ersichtlich, bildet dabei die Luftleitfläche 47 des Einsatzstückes 27 in
Verbindung mit einem angrenzenden Wandungabschnitt der Eintrittsöffnung 18 eine
Faserabrisskante 50.
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In
Rotationsrichtung R ist, beabstandet zur Faserabrisskante 50,
in die konkav gewölbte
Luftleitfläche 47 eine
Störeinrichtung 62 eingelassen,
die als kreissegmentartige Ausnehmung 63 ausgebildet ist.
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Die
Ausnehmung 63 weist eine Breite b auf, die vorzugsweise
etwa unter der Breite des Garniturringes 15 des Auflösewalze 21 liegt.
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Die
Länge l
der Ausnehmung 63, das heißt, ihre Ausdehnung in Rotationsrichtung
R der Auflösewalze 21,
beträgt
wenigstens ein Viertel, vorzugsweise die Hälfte, der Breite b.
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Außerdem weist
die Ausnehmung 63 eine Tiefe t von etwa 1 bis 3 mm auf.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der 5 kurz erläutert:
Die
mit hoher Drehzahl in Richtung R rotierende Auflösewalze 21 kämmt, wie
bekannt, mit ihrem Garniturring 15 aus einem (nicht dargestellten)
Vorlagefaserband Einzelfasern 28 aus, die durch die Auflösewalze 21 sowie
eine mit der Auflösewalze
in Richtung R umlaufende Rotationsströmung 65 in Richtung
der Eintrittsöffnung 18 des
Faserleitkanals 13 gefördert werden.
Die Einzelfasern 28, die sich während des Transportes unter
dem Einfluss der Zentrifugalkraft vom Garniturring 15 gelöst haben,
werden im Bereich der Eintrittsöffnung 18 des
Faserleitkanals 13 durch den im Rotorgehäuse 2 herrschenden
Spinnunterdruck in den Faserleitkanal 13 eingesaugt, dort
gestreckt und anschließend
auf den Spinnrotor 3 aufgespeist.
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Die
im Bereich der konkav gewölbten
Luftleitfläche 47 des
Einsatzstückes 27 angeordnete
Ausnehmung 63 der erfindungsgemäßen Störeinrichtung 62 sorgt
dabei für
eine zu mindest teilweise Verwirbelung der Rotationsströmung 65 in
diesem Bereich.
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Das
heißt,
eine im Bereich der Störeinrichtung 62 entstehende
Wirbelströmung 66 sorgt
für das Entstehen
einer Staudruckzone unmittelbar hinter der Eintrittsöffnung 18 des
Faserleitkanals 13.
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Aufgrund
dieser Staudruckzone werden Einzelfasern 28, die sich aus
bereits aus dem Garniturring 15 gelöst haben und durch die Rotationsströmung 65 mitgerissen
werden, wirkvoll gehindert, den Bereich der Eintrittsöffnung 18 des
Faserleitkanals 13 zu passieren.
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Derartige
Einzelfasern 28 werden jetzt vielmehr nahezu vollständig in
den Faserleitkanal 13 eingesaugt und nehmen anschließend an
der Fadenbildung teil.