DE10359417A1 - Faserleitkanal - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Faserleitkanal zum pneumatischen Transport von Einzelfasern, die eine Auflösewalze aus einem Vorlagefaserband ausgekämmt hat, zu einem mit hoher Drehzahl in einem Rotorgehäuse umlaufenden Spinnrotor. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Faserleitkanal (13) stromab seiner Eingangsöffnung (18) eine Luftleitfläche (47) aufweist, die mit einer Störeinrichtung (62) zur Beeinflussung einer mit der Auflösewalze (21) umlaufenden Luftströmung (65) versehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Faserleitkanal für eine Offenend-Spinnvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
  • Faserleitkanäle sind im Zusammenhang mit Offenend-Spinnvorrichtungen seit langem bekannt und in zahlreichen Schutzrechtsanmeldungen ausführlich erläutert.
  • 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.
  • 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.
  • An die Ausführungsform derartiger Faserleitkanäle, in denen die Einzelfasern pneumatisch von der Auflösewalze zum Spinnrotor transportiert werden, sind dabei besondere Anforderungen gestellt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Allerdings bestehen bei diesem bekannten, als Druckgussteil ausgebildeten Faserleitkanälen bezüglich der erzielbaren Beschleunigung der Transportluftströmung herstellungs- und spinntechnologisch bedingte Einschränkungen.
  • Beispielsweise darf der lichte Kanalquerschnitt im Bereich der Mündung des Faserleitkanals im Interesse einer ausreichend großen Transportluftströmung eine bestimmte Mindestgröße nicht unterschreiten.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In der nachveröffentlichten DE 103 42 284 A1 ist ein Faserleitkanal mit einem solchen Einsatzstück beschrieben.
  • 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.
  • Da ein solches oxydkeramisches Bauteil gegen Verschleiß äußerst resistent ist, ist eine lange Lebensdauer derartig ausgestatteter Faserleitkanäle gewährleistet.
  • 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.
  • Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Faserleitkanäle weiter zu verbessern.
  • 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.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Auch mit einer solchen Ausbildung werden die vorstehend beschriebenen Vorteile erreicht.
  • Wie im Anspruch 3 dargelegt ist die erfindungsgemäße Störeinrichtung vorzugsweise im Bereich einer Luftleitfläche angeordnet, die in Richtung der umlaufenden Luftströmung konkav gewölbt ist.
  • Versuche haben gezeigt, dass durch eine solche Anordnung auf einfache Weise gute Ergebnisse beim Aufbau einer Staudruckzone erzielbar sind.
  • Vorteilhafterweise ist die Störeinrichtung, wie im Anspruch 4 dargelegt, als bezüglich der umlaufenden Luftströmung im Querschnitt kreissegmentartige Ausnehmung ausgebildet.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Länge der Ausnehmung, das heißt, ihre Ausdehnung in Umlaufrichtung der Rotationsströmung ist deutlich geringer als deren Breite.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Eine solche Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Einsatzstück einerseits stets ordnungsgemäß positioniert und befestigt ist, andererseits bei Bedarf problemlos auswechselbar ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1 eine Seitenansicht einer Offenend-Spinnvorrichtung mit einem Faserleitkanal zwischen einem Auflösewalzengehäuse und einem Spinnrotorgehäuse,
  • 2 eine Vorderansicht auf das Auflösewalzengehäuse mit dem Faserleitkanal, der im Bereich seiner Eingangsöffnung ein erfindungsgemäß modifiziertes Einsatzstück aufweist,
  • 3 den Faserleitkanal gemäß 2 im Detail, teilweise im Schnitt,
  • 4 den Faserleitkanal gemäß Blickrichtung des Pfeils X in der 3,
  • 5 die Einzelheit Y der 2 in einem größeren Maßstab.
  • Die in 1 dargestellte Offenend-Rotorspinnvorrichtung 1 verfügt, wie bekannt, über ein Rotorgehäuse 2, in dem ein Spinnrotor 3 mit hoher Drehzahl umläuft.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die 2 zeigt in Vorderansicht das Auflösewalzengehäuse 17 mit der Auflösewalze 21 sowie einen in einer Anschlußbohrung 31 des Auflösewalzengehäuses 17 positionierten Faserleitkanal 13.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Wie angedeutet, weist der Faserleitkanal 13 im Bereich seiner Eingangsöffnung 18 ein auswechselbar angeordnetes Einsatzstück 27 auf, dessen genau Ausbildung nachfolgend anhand der 35 erläutert wird.
  • 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.
  • Das heißt, bezogen auf die Breite B läuft der Faserkanal 40 unter einem Winkel α konisch zu.
  • Die Höhe H des Faserkanals 40 verringert sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel weniger konisch unter einem Winkel β.
  • 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.
  • 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.
  • Im Faserleitkanalfuß 44 ist dabei eine Ringnut 36 zur Aufnahme einer O-Ringdichtung 35 angeordnet.
  • 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.
  • 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.
  • Wie ersichtlich, bildet dabei die Luftleitfläche 47 des Einsatzstückes 27 in Verbindung mit einem angrenzenden Wandungabschnitt der Eintrittsöffnung 18 eine Faserabrisskante 50.
  • 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.
  • Die Ausnehmung 63 weist eine Breite b auf, die vorzugsweise etwa unter der Breite des Garniturringes 15 des Auflösewalze 21 liegt.
  • 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.
  • Außerdem weist die Ausnehmung 63 eine Tiefe t von etwa 1 bis 3 mm auf.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Derartige Einzelfasern 28 werden jetzt vielmehr nahezu vollständig in den Faserleitkanal 13 eingesaugt und nehmen anschließend an der Fadenbildung teil.

Claims (9)

  1. Faserleitkanal für eine Offenend-Spinnvorrichtung zum pneumatischen Transport von Einzelfasern, die eine Auflösewalze aus einem Vorlagefaserband ausgekämmt hat, zu einem mit hoher Drehzahl in einem Rotorgehäuse umlaufenden Spinnrotor, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserleitkanal (13) stromab seiner Eingangsöffnung (18) eine Luftleitfläche (47) aufweist, die mit einer Störeinrichtung (62) zur Beeinflussung einer mit der Auflösewalze (21) umlaufenden Luftströmung (65) versehen ist.
  2. Faserleitkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserleitkanal (13) im Bereich seiner Eingangsöffnung (18) ein Einsatzstück (27) aufweist, mit einer stromab der Eingangsöffnung (18) angeordneten Luftleitfläche (47), die mit einer Störeinrichtung (62) zur Beeinflussung einer mit der Auflösewalze (21) umlaufenden Luftströmung (65) versehen ist.
  3. Faserleitkanal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitfläche (47), die die Störeinrichtung (62) aufweist, in Richtung der umlaufenden Luftströmung (65) konkav gewölbt ist.
  4. Faserleitkanal nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Störeinrichtung (62) als bezüglich der umlaufenden Luftströmung (65) im Querschnitt kreissegmentartige Ausnehmung (63) ausgebildet ist.
  5. Faserleitkanal nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (63) eine Breite (b) aufweist, die etwa der Breite des Garniturringes der Auflösewalze (21) entspricht.
  6. Faserleitkanal nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (l) der Ausnehmung (63) zwischen 25% und 75%, vorzugsweise 50%, der Breite (b) entspricht.
  7. Faserleitkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserleitkanal (13) aus einem oxidkeramischen Werkstoff gefertigt ist.
  8. Faserleitkanal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück (27) aus einem oxidkeramischen Werkstoff gefertigt ist.
  9. Faserleitkanal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück (27) auswechselbar in einer nach unten offenen Aufnahme (61) des Faserleitkanals (13) angeordnet und im Einbauzustand an einer Anlageschulter (32) im Auflösewalzengehäuse (17) abgestützt ist.
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