DE19906111A1

DE19906111A1 - Faden-Abzugsdüse in einer Open-End-Spinnmaschine

Info

Publication number: DE19906111A1
Application number: DE19906111A
Authority: DE
Inventors: Felix Backmeister
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-13
Filing date: 1999-02-13
Publication date: 2000-10-05
Also published as: US6347506B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abzugsdüse in einer Open-End-Spinnmaschine, wobei jede Fangkerbe an der Einlaufseite eine flachere Einlaufwand aufweist als vergleichsweise die sich daran anschließende und jenseits des Kerbgrundes liegende steilere Prallwand. Hierdurch wird bei geringeren Fadenzugkraftspitzen eine wesentlich verminderte Garnschädigung erreicht. Die Kerbwand kann hierbei gerade, konkav oder konvex ausgebildet sein und besitzt vorzugsweise einen tangentialen Übergang zur Einlaufwand hin, wobei der Winkel der Prallwand zur Vertikalen zwischen 10 DEG und 30 DEG liegt und der Winkel der einlaufseitigen Kerbwand zur Vertiklaen zwischen 50 DEG und 65 DEG . Es ist bevorzugt eine ungerade Anzahl von Fangkerben mit einem Kerb-Positionswinkel von 30 DEG zur Vertikalen vorgesehen, welche gleichmäßig am Umfang des Einlauftrichters angeordnet sind. Auch der Kerbgrund selbst kann konvex ausgebildet sein.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Abzugsdüse in einer Open-End- Spinnmaschine.

Zum Herstellen eines Garnes durch einen Spinnvorgang ist es bekannt, feststehend vor einem schnell umlaufenden Open-End-Rotor in der Rotationsachse fortlaufend eine Abzugsdüse anzuordnen.

Die Fasern werden in ansich bekannter Weise in den Rotor eingespeist, legen sich dort an der geneigten Rotorwand an, bilden in der Rotorkerbe den Faden und treten aus der Rotorkerbe in radialer Richtung einwärts gerichtet im Bereich der Rotationsachse in die feststehende Abzugsdüse ein.

Zweck der Abzugsdüse ist es, das die Rotorkerbe verlassende, in sich verdrillte, Garn umzulenken und zudem einen Falschdraht aufzubauen, damit der Spinnprozeß stabil aufrechterhalten bleibt.

Es ist hierbei bekannt, derartige Abzugsdüsen aus einem Metallmaterial, einem Keramikmaterial oder aus einem Verbundmaterial beider Materialien zu bilden.

Zur besseren Fortpflanzung der Garndrehung in die Rotorrille hinein ist es hierbei bekannt, am Umfang des die Abzugsdüse definierenden Einlauftrichters ein oder mehrere Kerben vertieft in die Wandung des Einlauftrichters einzuformen. Hierbei ist es bekannt, eine derartige Kerbe im Querschnitt symmetrisch auszubilden, d. h. die Einlaufwand ist genauso ausgebildet wie die Prallwand, wodurch sich eine etwa V-förmige, streng-symmetrische Kerbe ergibt.

Bisher auf dem Markt befindliche Abzugsdüsen mit symmetrischen Kerbformen haben Kerbwinkel im Bereich zwischen 50 bis 65° bei einer Tiefe zwischen 0,2 bis 0,45 mm und Positionswinkel zur Achse, die bei 10° bis nahezu 90° liegen.

Es ist im übrigen bekannt, mindestens 3 Kerben anzuordnen. Es ist aber auch bekannt, 4, 6, 8 oder 12 Kerben am Umfang des Einlauftrichters verteilt anzuordnen.

Mit den bekannten symmetrischen Kerbformen besteht der Nachteil, daß das dort einlaufende Garn undefiniert in der Kerbe zum Liegen kommt. In Abhängigkeit von den Spinnbedingungen kann es sogar vorkommen, daß das Garn erst gar nicht in die Kerbe gelangt, sondern wahllos die Kerbe überspringt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Fangkerben in einer Abzugsdüse der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß unabhängig von jeglicher Spinnbedingung jede Kerbe gleichmässig zum Zugriff kommt. Dies erhöht die Spinnstabilität.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruchs 1 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß jede Fangkerbe an der Einlaufseite eine flachere Einlaufwand aufweist, als vergleichsweise die sich daran anschließende und jenseits des Kerbgrundes liegende steilere Prallwand.

Mit der Erfindung wird also erstmals vorgeschlagen, eine asymmetrische Fangkerbe vorzusehen, die also im wesentlichen zur Einlaufseite des Garnes hin geneigt oder gerichtet ist.

Mit dieser technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß nun die einlaufseitig angeordnete Einlaufwand nun sozusagen dem Faden entgegen kommt. Der Faden faucht also sanft in die in Richtung zur Fadeneinlaufrichtung geneigten Einlaufwand ein, wird dort zum Kerbgrund geführt und dort abrupt abgestoppt, wobei er dann nach Verlassen des Kerbgrundes wieder die Prallwand hinaufgeleitet und die Fangkerbe verlässt.

Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist also, daß die stark zur Einlaufseite des Garnes hin geneigte Einlaufwand der Fangkerbe den Faden sanft und stetig in Richtung auf den Kerbgrund führt, wodurch er dann die Gelegenheit hat, überhaupt abgebremst zu werden, um danach an der Prallwand hinaufzulaufen, um dann die Fangkerbe wieder zu verlassen.

Beim bisher bekannten Stand der Technik war dies nicht der Fall. Weil die Einlaufwand stark zur Fadeneinlaufrichtung geneigt war, neigte der Faden dazu, die Einlaufwand überhaupt zu überspringen und traf dann abrupt auf eine steil geneigte Fläche der Prallwand (z. B. im oberen Drittel der Prallwand), wodurch das Abbremsen ungünstig war und durch dieses plötzliche Überspringen der Fangkerbe hohe Fadenzugkraftspitzen entstanden.

Diese werden nach der Erfindung vermieden.

Für die Ausführung einer erfindungsgemässen Fangkerbe gibt es verschiedene Ausführungsformen, die alle als erfindungswesentlich beansprucht werden.

- In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die einlaufseitige Kerbwand im wesentlichen im Profil aus einer Geraden besteht, die sich an ihrer Einlaufseite (radial auswärts) unstetig mit geringem Übergangswinkel an die sphärisch gekrümmte Einlaufwand des Einlauftrichters anschließt.
Vorteilhafterweise ist an wenigstens einem Punkt der Einlaufseiten umhüllenden ein tangentialer Übergang der Düsenfreiformfläche vorhanden.
In einer zweiten Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß statt der gerade ausgebildeten, einlaufseitigen Kerbwand diese Kerbwand im Profil sphärisch gekrümmt ist (konvex gekrümmt ist) und sich stetig an die ebenfalls sphärisch gekrümmte, konvexe Einlaufwand des Einlauftrichters anschließt. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist ein Übergang zwischen der Einlaufwand des Einlauftrichters und der einlaufseitigen Kerbwand nicht feststellbar, d. h. an allen Punkten herrscht ein tangentialer Übergang vor.
- In einer dritten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, daß statt der konvexen einlaufseitigen Kerbwand diese konkav ausgebildet ist und sich über einen unstetigen Übergangspunkt in die sphärisch gekrümmte, konvexe Einlaufwand anschließt, die einlaufseitige Kerbwand also beispielsweise eine Sattelform besitzt.

Die Erfindung betrifft also alle Übergangszustände zwischen den drei genannten extremen Formgebungen der einlaufseitigen Kerbwand, nämlich der konvex ausgebildeten Kerbwand, der gerade ausgebildeten Kerbwand und der konkav ausgebildeten Kerbwand, wobei in vorteilhafter Form tangentiale Übergänge zur Einlaufseite anzustreben sind. Die räumliche Ausprägung der Kerbe in ihrer Einhüllenden ist damit stark abhängig von den den Einlauftrichter beschreibenden Radien.

An der radial einwärts gerichteten Seite der Kerbwand ist der Kerbgrund angeordnet, von dem ausgehend die auslaufseitige Prallwand anschließt. Hierbei ist wichtig, daß der Winkel der Prallwand zur Vertikalen größer ist als der Winkel der einlaufseitigen Kerbwand zur Vertikalen.

Man spricht daher von einem Eingleitwinkel zur Vertikalen, der aufgrund der stärkeren Neigung der einlaufseitigen Kerbwand im Bereich von z. B. 50 bis 65° betragen kann, während der an der Auslaufseite angeordnete Winkel der Prallwand einen Bereich von etwa 10 bis 30° hat. Dieser Winkel wird auch als Stoppwinkel bezeichnet.

Die Erfindung sieht vor, daß das Material des Einlauftrichters aus Metall, Keramik oder aus einem Verbund aus beiden Materialien bestehen kann. Ebenso können noch andere Materialien verwendet werden, wie z. B. beschichtetes Kunststoffmaterial, beschichtetes Metall und dergleichen mehr.

Abhängig von der Intensität der Kerbe wird hierbei eine Kerbtiefe von 0,1 bis 0,4 mm bevorzugt, und es wird insbesondere auch eine ungerade Anzahl von Kerben bevorzugt, die gleichmässig am Umfang des Einlauftrichters angeordnet sind und beispielsweise eine Anzahl von 3, 5, 7, 9, 11 oder 13 betragen.

Es wird hierbei ein Kerb-Positionswinkel von 30° (+/-5°) bevorzugt. In aller Regel werden Rotorgarne als Z-Draht-Garne gesponnen. Für die Abzugsdüse bedeutet das, daß in Garnabzugsrichtung gesehen (d. h. von oben auf die Düsenmündung geschaut) gemäß Fig. 2 das Garn entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert. Entsprechend ist die Stoppseite einer Kerbe links vom Kerbgrund, die Einlaufseite rechts vom Kerbgrund anzuordnen und bei S-Draht entsprechend entgegengesetzt.

In der vorstehenden Beschreibung wurde angegeben, daß auch der Kerbgrund möglichst auf einer Geraden liegen soll. Dies betrifft eine erste bevorzugte Aus gestaltung.

In einer anderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß der Kerbgrund sphärisch gewölbt ist und konvex ausgebildet ist.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch eine Abzugsdüse in einer bevorzugten ersten Ausgestaltung für Z-Draht,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Einlauftrichter der Abzugsdüse nach Fig. 1,

Fig. 3 Schnitt durch die Fangkerbe in Fig. 1 und Fig. 2,

Fig. 4 Draufsicht auf die Fangkerbe gemäss den Fig. 1 bis 3,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform einer Fangkerbe mit einem sphärisch gewölbten Kerbgrund,

Fig. 6 der Schnitt durch die Fangkerbe nach Fig. 3 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Schnittes durch eine andere Fangkerbe, mit tangentialem Übergang.

In Fig. 1 ist allgemein dargestellt, daß eine feststehende Abzugsdüse 1 mit ihrer Symmetrieachse 4 zusammenfällt mit der Rotationsachse, (die der Symmetrieachse 4 entspricht) eines mit einer hohen Geschwindigkeit umlaufenden Rotors 30, von dem lediglich die radial äußere Wand mit der Rotorkerbe 28 dargestellt ist.

Der Faden läuft in ansich bekannter Weise in den Rotor 30 hinein und verlässt die Rotorkerbe 28 in Pfeilrichtung 20, wo er dann als Garn 13 in die Abzugsdüse 1 einläuft und diese nach unten hin durch die Abzugsbohrung 8 verlässt.

Als mögliches Ausführungsbeispiel ist die Abzugsdüse 1 hierbei als Einsatzteil in einem Düsenhalter 3 dargestellt. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Die Abzugsdüse 1 kann hierbei auch als durchgehendes, werkstoffeinstückiges Teil mit dem Düsenhalter 3 ausgebildet sein.

Die Abzugsdüse 1 kann aber ihrerseits noch aus einem mehrschichtigen Material bestehen.

Wichtig ist nun, daß im Bereich des durch die Abzugsdüse 1 sphärisch ausgebildeten Einlauftrichters 6 eine Einlaufwand 7 gebildet ist, welche das Garn 13 in Pfeilrichtung 20 in die Abzugsdüse 1 einführt. Es wird also von dem Garn die gesamte Wandung der Einlaufwand 7 im Einsatzteil 2 berührt.

Es wird noch angefügt, daß im gezeichneten Ausführungsbeispiel der Düsenhalter 3 mit einem Gewinde 5 in eine Kanalplatte eingeschraubt ist.

Im Bereich des Einlauftrichters 6 sind nun eine Reihe von Fangkerben 9 gleichmässig am Umfang verteilt angeordnet, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel aus zeichnerischen Gründen lediglich eine einzige Fangkerbe 9 dargestellt ist.

Erfindungsgemäss besteht die Fangkerbe gemäss den Fig. 3 und 6 aus einer einlaufseitigen Kerbwand 17, die von der sphärisch gekrümmten Einlaufwand 7 ausgeht, sich bei Position 11 an diese sphärisch gekrümmte Einlaufwand 7 anschließt und in Form einer Geraden 12 sich bis hinunter zum Kerbgrund 24 erstreckt.

Die Fig. 3 zeigt, daß die Gerade 12 steiler ist als die Ebene der Einlaufwand 7, wobei die Gerade 12 einen Winkel 18 im Bereich von z. B. 50 bis 65° zur Vertikalen 16 bildet.

Der Kerbgrund 24 folgt hierbei der Kerblinie 25 gemäss Fig. 4, die als Gerade ausgebildet ist.

An den Kerbgrund 24 schließt sich die auslaufseitig angeordnete Prallwand 14 an, die einen Winkel 19 im Bereich von z. B. 10 bis 30° zur Vertikalen 16 bildet.

An der Auslaufseite geht die Prallwand 14 mit einem unstetigen Übergang in die sphärisch gekrümmte Einlaufwand 7 über.

Das Garn 13 gleitet also sanft über die sphärisch gekrümmte Einlaufwand 7 und über die Position 11 in die etwas stärker nach unten gekrümmte Gerade 12 ein, wodurch es zu einem sanften Auftreffen auf den Kerbgrund 24 kommt. An der Prallwand 14 wird das Garn dann sehr weit unten im Bereich des Kerbgrundes 24 gestoppt, wodurch eine maximale Stoppwirkung erzielt wird, bis es dann die Prallwand 14 längs der Geraden 15 hinauf läuft und dann wiederum bei Position 31 auf die sphärisch gekrümmte Einlaufwand 7 wieder hinausläuft.

Die Fig. 5 zeigt eine andere Form einer Fangkerbe 21, wo erkennbar ist, daß der Kerbgrund 26 nicht als Gerade ausgebildet ist, sondern als konvex ausgebildete Kerbenlinie 27, die also einer bestimmten Krümmung folgt.

Selbstverständlich muß diese gekrümmte Kerbenlinie nicht eine stetige Radiuskrümmung haben, sie kann auch unstetig gekrümmt sein, z. B. in Form einer elliptischen Linie, in Form einer parabolischen Linie oder dergleichen mehr. Desgleichen zeigt Fig. 7 in einer Abwandlung, daß nicht notwendigerweise die die einlaufseitige Kerbwand bildende Gerade 12 als Gerade ausgebildet sein muß. Diese Gerade kann statt dessen als Kurve 22 ausgebildet sein, welche die einlaufseitige Kerbwand 23 bildet. Auch für diese Kurve 22 gilt, daß sie nicht notwendigerweise ein durchgehender einheitlicher Radius ist. Sie kann auch als parabolische oder als elliptische Kurve ausgebildet sein.

Ebenso kommen auch alle anderen möglichen Kurvenformen in Betracht, die dafür sorgen, daß ein stetiger Übergang von der sphärisch gekrümmten Einlaufwand 7 über die Position 11 hinweg in die sphärisch gekrümmte Kurve 22 erfolgt.

Die Fig. 1 zeigt im übrigen, daß der Winkel der Kerblinie 25, 27 (Kerbpositionswinkel 29) einen Bereich von etwa 30° zur Vertikalen haben kann.

Zeichnungs-Legende

1

Abzugsdüse

2

Einsatzteil

3

Düsenhalter

4

Symmetrieachse

5

Gewinde

6

Einlauftrichter

7

Einlaufwandung (Oberfläche)

8

Abzugsbohrung

9

Fangkerbe

10

Garnrotationsrichtung

11

Position

12

Gerade

13

Garn

14

Prallwand

15

Gerade

16

Vertikale

17

einlaufseitige Kerbwand

18

Winkel

19

Winkel

20

Pfeilrichtung

21

Fangkerbe

22

Kurve

23

einlaufseitige Kerbwand

24

Kerbgrund

25

Kerblinie

26

Kerbgrund

27

Kerbenlinie

28

Rotorkerbe

29

Kerbpositionswinkel

30

Rotor

31

Position

Claims

1. Faden-Abzugsdüse (1) in einer Open-End-Spinnmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß jede Fangkerbe (9, 21) an der Einlaufseite eine flachere Einlaufwand (7) aufweist, als vergleichsweise die sich daran anschließende und jenseits des Kerbgrundes (24, 26) liegende steilere Prallwand (14).

2. Faden-Abzugsdüse (1) in einer Open-End-Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaufseitige Kerbwand (17) im wesentlichen im Profil aus einer Geraden besteht, die sich an ihrer Einlaufseite (radial auswärts) unstetig mit geringem Übergangswinkel an die sphärisch gekrümmte Einlaufwand (7) des Einlauftrichters (6) anschließt.

3. Faden-Abzugsdüse (1) in einer Open-End-Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaufseitige Kerbwand (23) im wesentlichen im Profil sphärisch bzw. konvex gekrümmt ist und sich stetig ohne Übergangswinkel an die ebenfalls sphärisch gekrümmte, konvexe Einlaufwand (7) des Einlauftrichters (6) anschließt.

4. Faden-Abzugsdüse (1) in einer Open-End-Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaufseitige Kerbwand (12, 23) im wesentlichen im Profil konkav ausgebildet ist und sich über einen unstetigen Übergangspunkt in die sphärisch gekrümmte, konvexe Einlaufwand (7) anschließt.

5. Faden-Abzugsdüse (1) in einer Open-End-Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Prallwand (14) zur Vertikalen (16) zwischen 10° und 30° liegt und der Winkel der einlaufseitigen Kerbwand (17, 23) zur Vertikalen (16) zwischen 50° und 65°.

6. Faden-Abzugsdüse (1) in einer Open-End-Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Einlauftrichters (6) aus Metall, Keramik oder aus einem Verbund aus beiden Materialien oder aus Kunststoff oder einem kunststoffbeschichteten Metall besteht.

7. Faden-Abzugsdüse (1) in einer Open-End-Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbtiefe zwischen 0,1 mm bis 0,4 mm beträgt.

8. Faden-Abzugsdüse (1) in einer Open-End-Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß eine ungerade Anzahl von Fangkerben (9, 21) am Umfang des Einlauftrichters (6) vorgesehen sind.

9. Faden-Abzugsdüse (1) in einer Open-End-Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangkerben (9, 21) gleichmässig am Umfang des Einlauftrichters (6) angeordnet sind.

10. Faden-Abzugsdüse (1) in einer Open-End-Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerb-Positionswinkel (29) zwischen 25° und 35° im Bezug auf die Symmetrieachse (4) beträgt.

11. Faden-Abzugsdüse (1) in einer Open-End-Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kerbgrund (24, 26) sphärisch gewölbt und konvex ausgebildet ist.