DE19651419A1 - OE-Spinnrotor mit einer Fasergleitfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen OE-Spinnrotor mit einer Fasergleit­ fläche und einer Fasersammelrille, die eine Oberfläche mit feinen Strukturierungen enthält.

Ein aus der DE 195 09 742 A1 bekannter OE-Spinnrotor besitzt eine Fasersammelrille, die feine, im Mikrometerbereich liegende Strukturierungen aufweist. Zur Herstellung der Strukturierungen werden vorzugsweise Laserstrahlen eingesetzt. Hierdurch entsteht eine Strukturierung, die den Charakter einer Aufrauhung hat. Es wird so eine spinntechnisch günstige Griffigkeit der Rotorrille erhalten, die zu einer Verbesserung des Garns führt. Zur Erhöhung des Verschleißwiderstandes ist die Oberfläche der Fasersammel­ rille boriert ausgebildet.

Aus der DE 27 57 656 A1 ist ein OE-Spinnrotor mit einer Faser­ gleitfläche bekannt, die wellenartige Profilierungen aufweist. Die hierbei gebildeten Wellenkämme haben gleiche Abstände und Wellenhöhen. Vorzugsweise ist auch die Fasersammelrille wellenartig ausgebildet. Hierdurch soll die effektive Länge der Fasersammelrille vergrößert werden, damit insbesondere lange Fasern problemlos abgelegt werden können. Hierdurch soll der Einsatzbereich des OE-Spinnrotors in bezug auf die Stapellänge vergrößert werden. Vorzugsweise beträgt die Vergrößerung der effektiven Länge 20%.

Aus der US-Patentschrift 4,502,273 ist es bekannt, zur Verbesse­ rung des Verschleißwiderstandes die Fasersammelrille eines aus Stahl bestehenden OE-Spinnrotors durch Laserstrahlen zu härten. Da die Härtung örtlich sehr präzise durchgeführt werden kann, können Materialverspannungen, die ansonsten bei einer Hitzebe­ handlung eintreten können, vermieden werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einem OE-Spinnrotor die Fasersammelrille derart auszubilden, daß die Garnwerte weiter verbessert werden.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Fasersammelrille Profilierungen enthält, die wesentlich gröber als die Strukturierungen sind.

Es hat sich gezeigt, daß gerade die Kombination von relativ groben Profilierungen und feinen Strukturierungen zu einer Verbesserung der Garnwerte führt. Die Verbesserung der Garn­ werte zeigt sich in einer höheren Festigkeit und einer besseren Gleichmäßigkeit des Garns. Die feinen Strukturierungen sorgen dafür, daß die in der Fasersammelrille ankommenden Fasern prak­ tisch schlupffrei die Umfangsgeschwindigkeit der Fasersammel­ rille annehmen, während die gröbere Profilierung zu einer Verlängerung der sogenannten Faser-Einbindezone führt, d. h. zu einer Verlängerung der Zone, in welcher sich die Spinndrehung in die Fasersammelrille fortpflanzt.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die Profilierungen dann wesentlich gröber als die Strukturierungen, wenn ihre Höhe wenigstens das 5fache der Höhe der Strukturierungen beträgt.

Die Profilierungen können in Umfangsrichtung des OE-Spinnrotors in größerem Abstand voneinander oder unmittelbar nebeneinander angeordnet sein.

Es ist wichtig, daß die Profilierungen in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind, damit es in der Fasersammelrille nicht zu periodischen Unstetigkeiten kommt, die später im Gewebe zum gefürchteten Moiré-Effekt führen. Es ist darüber hinaus günstig, wenn sie auch ansonsten gleichmäßig angeordnet oder ausgebildet sind, beispielsweise wenigstens annähernd gleiche Abmessungen haben. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung der Garnwerte.

Je nach den Spinnbedingungen, für die der OE-Spinnrotor geeignet sein soll, kann eine größere oder eine kleinere Anzahl von Strukturierungen in der Fasersammelrille vorgesehen sein. Die Strukturierungen sollen über den gesamten Umfang der Fasersammel­ rille verstreut sein. In vorteilhafter Weise sind auf den Ober­ flächen von Profilierungen solche Strukturierungen enthalten, die die entsprechenden Profilierungen ganz oder teilweise bedecken.

In vorteilhafter Ausgestaltung bilden die Profilierungen Erhe­ bungen und/oder Vertiefungen, die quer zur Umfangsrichtung des OE-Spinnrotors verlaufen. Solche quer verlaufende Profilierungen führen zu einer weiteren Verbesserung der Garnwerte, möglicher­ weise deshalb, weil die Fortpflanzung der Spinndrehung in die Fasersammelrille hinein weniger behindert wird.

In vorteilhafter Weiterbildung sind die Profilierungen wellenar­ tig angeordnet und bilden quer zur Umfangsrichtung des OE-Spinn­ rotors verlaufende Wellenkämme und Wellentäler. Bei einer solchen Oberflächenform werden besonders gute Spinnergebnisse erzielt.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform sind die Profilierungen wabenartig angeordnet.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die Fasersammel­ rille aus Keramik. Bei diesem sehr verschleißfesten Material führt die erfinderische Oberflächenform der Fasersammelrille zu guten Spinnergebnissen.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform besteht die Fasersammelrille aus boriertem Stahl. Es hat sich gezeigt, daß die erfinderische Oberflächenform bei borierten Fasersammelrillen zu besonders guten Spinnergebnissen führt. Gleichzeitig wird eine hohe Lebensdauer der Fasersammelrille erhalten. Auch nach vielen Betriebsstunden werden wegen der Härte der Oberfläche die Spinn­ ergebnisse nur wenig schlechter. Es werden somit sowohl die Forderung nach guten spinntechnischen Eigenschaften als auch nach hoher Lebensdauer erfüllt. Diese Forderungen waren früher als einander ausschließend angesehen worden. Es ist zweckmäßig, die erfinderische Oberflächenform auf die bereits borierte Faser­ sammelrille aufzubringen. Dies führt gegenüber Sammelrillen, die erst nach dem Aufbringen der erfinderischen Oberflächenform boriert werden, zu besseren Garnwerten.

Die Profilierungen und Strukturierungen können in unterschied­ licher Weise, beispielsweise durch mechanische Einwirkung, hergestellt werden. Es ist auch denkbar, daß für die Fasersam­ melrille Material verwendet wird, das die gewünschten Strukturierungen bereits aufgrund seiner Materialeigenart hat.

In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Strukturierungen und Profilierungen durch Laserstrahlen hergestellt. Es hat sich gezeigt, daß die durch Laserstrahlen erhaltene spezifische Oberflächenform zu besonders guten Spinnergebnissen führt. Es besteht der weitere Vorteil, daß die Einstellung der Laser­ strahlen leicht verändert werden kann. Es können so je nach den spinntechnischen Erfordernissen sehr unterschiedliche Oberflä­ chenformen der Fasersammelrille erhalten werden. Laserstrahlen können für die Bearbeitung aller Materialien, die bei OE-Spinn­ rotoren verwendet werden, sehr gut eingesetzt werden. Insbesondere ist auch die Bearbeitung von hartem Material, beispielsweise Keramik oder Eisenborid, sehr gut möglich.

In vorteilhafter Weise erfolgt die Herstellung der Profilierungen und der Strukturierungen in demselben Arbeitsgang.

In vorteilhafter Weise wird für die Fasersammelrille ungehärteter Stahl verwendet, der durch Laserstrahlen gehärtet wird. Dies kann in vorteilhafter Weise in demselben Arbeitsgang geschehen, in dem auch die Profilierungen und Strukturierungen durch Laserstrahlen hergestellt werden. Es kann so in kostengünstiger Weise auch ein guter Verschleißschutz erhalten werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist auch die Fasergleitfläche Profilierungen auf, die zur Fasersammelrille gerichtet sind. Diese Profilierungen sind ebenfalls in vorteilhafter Weise durch Laserstrahlen hergestellt.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den zu den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen OE-Spinnrotor,

Fig. 2 in verkleinerter Darstellung einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1 mit einer ersten Ausführungsform einer Fasersammelrille,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer Fasersammelrille ähnlich der Darstellung der Fig. 2,

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung eine Teilansicht einer dritten Ausführungsform einer Fasersammelrille,

Fig. 5 in stark vergrößerter Darstellung einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung einer Teilansicht einer vierten Ausführungsform einer Fasersammelrille,

Fig. 7 in schematischer Darstellung die Behandlung einer Faser­ sammelrille mittels Laserstrahlen.

Der in Fig. 1 dargestellte OE-Spinnrotor 1 ist aus einem Rotor­ teller 2 und einem mit ihm drehfest verbundenen Rotorschaft 3 zusammengesetzt. Aus Gründen des besseren Verschleißschutzes ist der Rotorteller 2 auf seiner Innenseite mit einer Keramik­ schicht versehen oder insgesamt aus Keramik hergestellt. Der Rotorteller 2 besitzt in bekannter Weise einen Innenraum, der auf einer Seite durch eine Rotoröffnung 4 zugänglich ist und auf der anderen Seite durch einen Rotorboden 5 verschlossen ist.

Der Innenraum des Rotortellers 2 ist im Anschluß an die Rotor­ öffnung 4 konisch erweitert. Seine innere Umfangswand bildet dort eine Fasergleitfläche 6.

Im Anschluß an die Fasergleitfläche 6 erweitert sich die innere Umfangswand des Rotortellers 2 zu einer Fasersammelrille 7. Die Fasersammelrille 7 ist im Querschnitt V-förmig, so daß zwei einander gegenüberliegende Rillenseiten 8, 9 gebildet werden.

Die Fasergleitfläche 6 ist mit Profilierungen 10 versehen, die von der Rotoröffnung 4 ausgehen und mit einer der Drehrichtung des OE-Spinnrotors 1 entgegengerichteten Richtungskomponente in Umfangsrichtung der Fasergleitfläche 6 zu der Fasersammelrille 7 geführt sind. Die Profilierungen 10, die aus nutartigen Ver­ tiefungen und benachbarten stegartigen Erhebungen zusammengesetzt sind, sind durch Laserstrahlen hergestellt. Außerhalb der Profi­ lierungen 10 ist die Oberfläche der Fasergleitfläche 6 geglättet. Die Profilierungen 10 dienen dem Zweck, den Transport der auf die Fasergleitfläche 6 gespeisten Fasern zu der Fasersammelrille 7 zu erleichtern. In vielen Fällen kann jedoch auf die Profilierungen 10 verzichtet werden, inbesondere bei starker Konizität der Fasergleitfläche 6.

Die beiden Rillenseiten 8 und 9 der Fasersammelrille 7 sind im wesentlichen gleich ausgebildet. Die nachfolgende Beschreibung der Rillenseite 8 gilt daher auch für die Rillenseite 9.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Oberfläche der Faser­ sammelrille 7 mit feinen Strukturierungen 11 versehen. Sie dienen dazu, die Rauhigkeit der Fasersammelrille 7 zu erhöhen und so die Haftung der Fasern auf der Fasersammelrille 7 zu verbessern, damit die Fasern möglichst schlupffrei die Umfangsgeschwindigkeit der Fasersammelrille 7 annehmen. Zusätzlich zu diesen Struk­ turierungen 11 besitzt die Fasersammelrille 7 mehrere Profi­ lierungen 12, die in Umfangsrichtung des OE-Spinnrotors 1 in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind. Die Profilierungen 12 sind wesentlich gröber als die Strukturierungen 11. Durch die Anordnung von Profilierungen 12 zusätzlich zu den Strukturierungen 11 werden die spinntechnischen Bedingungen innerhalb der Faser­ sammelrille 7 verbessert, vermutlich deshalb, weil sich die Spinndrehung leichter in die Fasersammelrille 7 hinein fort­ pflanzen kann und dadurch die sogenannte Faser-Einbindezone verlängert. Dies führt unmittelbar zu einer Verbesserung der Garnwerte. Sowohl die Strukturierungen 11 als auch die Profi­ lierungen 12 sind durch Laserstrahlen hergestellt. Durch diese Herstellungsart erhalten die Strukturierungen 11 und die Profilierungen 12 eine spezielle Gestalt, die sich günstig auf die Garnwerte auswirkt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform bilden die Profilierungen 12 einen relativ weiten, gleichbleibenden Abstand zueinander. Die Gleichmäßigkeit des Abstandes wirkt sich günstig auf die Gleichmäßigkeit des Garns aus. Jede Profilierung 12 ist aus wenigstens einer stegartigen Erhebung und einer nut­ artigen Vertiefung zusammengesetzt, die quer zur Umfangsrich­ tung des OE-Spinnrotors 1 verlaufen. Die Abschnitte zwischen zwei benachbarten stegartigen Erhebungen verlaufen im wesentlichen eben. Sie enthalten feine Strukturierungen 11 in Form von kleinen Materialablagerungen (Materialspritzern), die beim Lasern ent­ stehen. Die Strukturierungen 11 sind ungleichmäßig geformt und ungleich groß. Sie weichen jedoch von einer mittleren Größe nicht wesentlich ab. Die Strukturierungen 11 sind in Umfangsrichtung in unregelmäßigem Abstand zueinander angeordnet. Sie sind aber relativ gleichmäßig über den gesamten Umfang der Fasersammelrille 7 verteilt.

Die in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsform einer Faser­ sammelrille 13 besitzt eine verschleißfeste Oberfläche aus Eisenborid. Eine solche verschleißfeste Oberfläche kann bei­ spielsweise dadurch erhalten werden, daß ein aus ungehärtetem Stahl bestehender Rotorteller 2 im Bereich der Fasersammelrille 13 boriert wird. Die Fasersammelrille 13 unterscheidet sich darüber hinaus von der Ausführungsform der Fig. 2 dadurch, daß eine größere Anzahl von Profilierungen 14 vorgesehen ist. Die Profilierungen 14 haben die Gestalt von nutartigen Vertiefungen und stegartigen Erhebungen. Sie sind in geringem, gleichbleiben­ dem Abstand unmittelbar nebeneinander angeordnet. Über den gesamten Umfang der Fasersammelrille 13 sind Strukturierungen 15 verstreut, die wesentlich feiner als die Profilierungen 14 sind. Die Profilierungen 14 und Strukturierungen 15 sind durch Laser­ strahlen auf der borierten Fasersammelrille hergestellt.

Es wäre bei einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform auch möglich, zuerst die Profilierungen 14 und Strukturierungen 15 in der Fasersammelrille 13 anzubringen und dieser erst dann durch Borieren die gewünschte Verschleißfestigkeit zu geben.

Bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten dritten Ausführungsform einer Fasersammelrille 16 sind Profilierungen 17 vorgesehen, die wellenartig über den gesamten Umfang der Fasersammelrille 16 verlaufen. Die von den Profilierungen 17 gebildeten Wellenkämme 18 und Wellentäler 19 sind quer zur Umfangsrichtung des OE-Spinn­ rotors 1 angeordnet. Sie sind in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnet, so daß es an keiner Stelle des Umfangs zu Überlagerungen kommt. Sie sind wenigstens annähernd gleich hoch. Wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind die Profi­ lierungen 17 mit Strukturierungen 20 übersät, die die Gestalt von Materialablagerungen haben.

Wie in Fig. 5 angedeutet ist, enthält die Fasersammelrille 16 an ihrer Oberfläche eine Schicht aus gehärtetem Stahl 21. Diese Schicht sitzt über einer Schicht aus ungehärtetem Stahl 22. Die Profilierungen 17 und die Strukturierungen 20 sind durch Laserstrahlen hergestellt. Die Schicht aus gehärtetem Stahl 21 ist aus dem ungehärteten Stahl 22 ebenfalls durch Laserstrahlen gebildet worden. Es kann hierbei ein aus ungehärtetem Stahl bestehender Rotorteller 2 verwendet werden, der mit geringen Kosten hergestellt werden kann. Das Herstellen der Strukturierun­ gen 20 und Profilierungen 17 sowie das Härten erfolgen in kosten­ günstiger Weise in demselben Arbeitsgang. Dies wird weiter unten beschrieben.

Die Verwendung von Laserstrahlen bringt zusätzlich zu dem oben bereits erwähnten Vorteil der Verbesserung der spinntechnischen Eigenschaften den weiteren Vorteil, daß durch das Härten die Kosten für den Verschleißschutz der Fasersammelrille 16 reduziert werden.

Die in Fig. 6 dargestellte vierte Ausführungsform einer Faser­ sammelrille 23 unterscheidet sich von den anderen Ausführungs­ formen dadurch, daß Profilierungen 24 wabenartig angeordnet sind. Zwischen den Profilierungen 24 sind Strukturierungen 25 angeord­ net, die wesentlich feiner als die Profilierungen 24 sind.

In Fig. 7 ist schematisch dargestellt, wie die Profilierungen 17 und Strukturierungen 20 bei der Fasersammelrille 16 (vgl. Fig. 4 und 5) durch Laserstrahlen hergestellt werden und wie die Härtung des Stahls 22 in der Fasersammelrille 16 durch Laser­ strahlen erfolgt.

Von einem Laser 30 wird ein von einem Schutzrohr 34 umschlossener Laserstrahl 31 gegen die Fasersammelrille 16 gelenkt. Der Laser­ strahl 31 wird dabei etwa rechtwinklig an einem Winkelspiegel 32 abgelenkt und mittels einer Linse 33 derart verdichtet, daß er gezielt an einem Punkt der Fasersammelrille 16 auftritt. Der OE-Spinnrotor 1 ist hierbei in einer nicht dargestellten Halterung lagestabil, jedoch drehbar aufgenommen. Bei dem Laser­ vorgang wird der OE-Spinnrotor 1 in Abhängigkeit von der erfor­ derlichen Einwirkungsdauer des Laserstrahls 31 intermittierend gedreht. Der Laserstrahl 31 kann auf jeden gewünschten Punkt der Fasersammelrille 16 gerichtet werden. Durch entsprechende Ein­ stellung des Lasers 30 können sehr unterschiedlich gestaltete Profilierungen 17 und Strukturierungen 20 in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Gegebenenfalls kann auch eine Maske bei dem Laser 30 verwendet werden. Der Laser 30 ist so eingestellt, daß gleichzeitig mit der Herstellung der Profilierungen 17 und der Strukturierungen 20 auch die örtliche Härtung der Fasersammel­ rille 16 durch den Laserstrahl 31 erfolgt.

Es wäre möglich, mit dem Laser 30 auch die Profilierungen 10 der Fasergleitfläche 6 herzustellen, ohne daß der OE-Spinnrotor 1 aus der Halterung herausgenommen werden muß.

Claims (15)

1. OE-Spinnrotor mit einer Fasergleitfläche und einer Faser­ sammelrille, die eine Oberfläche mit feinen Strukturierungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasersammelrille (7; 13; 16; 23) Profilierungen (12; 14; 17; 24) enthält, die wesentlich gröber als die Strukturierungen (11; 15; 20; 25) sind.

2. OE-Spinnrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen (12; 14; 17; 24) in Umfangsrichtung des OE-Spinn­ rotors (1) in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind.

3. OE-Spinnrotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Profilierungen (17) solche Struk­ turierungen (20) enthalten.

4. OE-Spinnrotor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen (12; 14; 17; 24) Erhebungen und/oder Vertie­ fungen bilden, die quer zur Umfangsrichtung des OE-Spinnrotors (1) verlaufen.

5. OE-Spinnrotor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen (17) wellenartig angeordnet sind und quer zur Umfangsrichtung des OE-Spinnrotors (1) verlaufende Wellen­ kämme (18) und Wellentäler (19) bilden.

6. OE-Spinnrotor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen (24) wabenartig angeordnet sind.

7. OE-Spinnrotor nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasersammelrille (7) aus Keramik besteht.

8. OE-Spinnrotor nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasersammelrille (13) aus boriertem Stahl besteht.

9. OE-Spinnrotor nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasersammelrille (16) aus durch Laserstrahlen gehärtetem Stahl (21) besteht.

10. OE-Spinnrotor nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierungen (11; 15; 20; 25) und die Profilierungen (12; 14; 17; 24) durch Laserstrahlen hergestellt sind.

11. OE-Spinnrotor nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasergleitfläche (6) Profilierungen (10) aufweist, die zur Fasersammelrille (7) gerichtet sind.

12. OE-Spinnrotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen (10) der Fasergleitfläche (6) durch Laser­ strahlen hergestellt sind.

13. Verfahren zum Herstellen von feinen Strukturierungen in einer Fasersammelrille eines OE-Spinnrotors durch Lasern, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich gröbere Profilierungen durch Lasern hergestellt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierungen und Profilierungen in einer Fasersammelrille aus ungehärtetem Stahl hergestellt werden, wobei die Fasersammelrille durch Lasern gehärtet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Herstellen der Strukturierungen und Profilierungen und das Härten in demselben Arbeitsgang erfolgen.