DE2438080A1 - Falschdrehspindel - Google Patents

Description

Patentanwälte Liedl, Or. Pontani, Noth, Zeitler München 22, Steinsdorfstraße 21 -22, Telefon 089 / 29 84 62

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MURATA KIKAI KABUSHIKI KAISHA 3, Minami Oehiaicho, Kisshoin,, Minamiku, Kyotoshi / JAPAN

Falschdrehspindel Die Erfindung betrifft eine Falschdrehspindel. _t

Die Erfindung bezieht sich auf eine Falschdrehspindel zum Drehen von Garnen, welche mit einem Turbinenschaufelräd versehen ist, das durch ein fließfähiges Mittel, d.h. ein Gas oder eine Flüssigkeit, in Rotation versetzt werden kann.

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In letzter Zeit wurden verschiedene Versuche unternommen, die Garnlieferung durch eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Falschdrehspindel einer Falschdrehvorrichtung zu vergrößern. Dabei ergibt sich jedoch ein sehr schwieriges Problem, da bei einer Erhöhung der Drehgeschwindigkeit diese gleichzeitig auch konstant gehalten werden muß, damit falschgedrehte Garne von guter Qualität erzeugt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Falschdrehspindel vorzusehen, die auf einem fließfähigen Mittel gelagert ist und durch ein fließfähiges Mittel, welches getrennt vom fließfähigen Lagermittel eingeführt wird, in eine Rotation versetzt wird, die stabil ist gegenüber Änderungen der Belastung, wie sie in charakteristischer Weise bei Falschdrehspindeln auftreten und zu Veränderungen der Drehgeschwindigkeit führen. Die vorzusehende Falschdrehspindel soll auch bei ihrer betriebsmäßigen Anwendung wirtschaftliche Vorteile erbringen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Turbine mit einem hohlen Turbinenschaft, einem innerhalb des Hohlraums des Turbinenschafts angeordneten Drehstift, einem Turbinenschaufelrad, welches beim Auftreffen eines fließfähigen Mittels in Rotation versetzt wird und Lager, in denen die Turbine auf einem fließfähigen Mittel getragen wird und welche in einer Hohlöffnung innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind, wobei der Durchmesser des Turbinenschaufelrads entsprechend der Denierzahl des zu verwendenden Garns bestimmt wird.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung liegt der Durchmesser des Turbinenschaufelrads im Bereich von 3-7 mm.

Weitere Ausgestaltungen sehen vor, daß das fließfähige Mittel gasförmig oder flüssig ist.

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Anhand der beiliegenden Figuren wird an bevorzugten Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines senkrechten Querschnitts durch em'Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2-5 graphische Darstellungen der Auswirkungen einer Änderung des Durchmessers des Turbinenschaufelrads auf die Drehgeschwindigkeit, die Torsionskraft des Garns und die Durchflußmenge des fließfähigen Mittels und

Fig. 6 eine Perspektivansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels

der Turbine.

Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Falschdrehspindel. Eine Turbine 5 mit einem Turbinenschaft 3 und einem Turbinenschaufelrad 4 ist innerhalb einer in einem Gehäuse 1 eingelassenen Hohlöffnung 2 angeordnet. Die Turbine 5 wird durch einschraubbäre Scheiben 10 und 11 gehaltert, wobei säulenförmige Lager 8 und 9, die mit Nuten 6 bzw. 7 versehen sind, an den oberen bzw. unteren Flächen des Turbinenschaufelrads 4 angeordnet sind, um das Turbinenschaufelrad 4 dazwischenliegend zu haltern. Ein Drehstift 13 ist innerhalb eines Hohlraums 12 der Turbine 5 angeordnet und ein einmal um den Drehstift 13 gewundenes Garn Y durchläuft die Falschdrehspindel. Eine Abstufung 2' der Hohlöffnung 2 ist nicht immer erforderlich, und die Halterung der Turbine 5 läßt sich auch mit nur einer der einschraubbaren Scheiben 10 und 11 bewerkstelligen, während auf der anderen Seite des Gehäuses die emschraubbare Scheibe festgeschraubt bleibt oder das Gehäuse zu einer entsprechenden Stufe ausgebildet ist.

Am Lager 8 sind Nuten 14 und 15 ausgebildet, in denen O-Ringe 16 und Ϊ7

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liegen. Durch diese Anordnung wirkt eine äußere 'dämpfende Kraft auf wirbelartige Drehbewegungen des Turbinenschafts 3, wobei sich eine Lagerflache 19, d.h. die den Druck der Antriebskraft aufnehmende Fläche, die einer Endfläche 18 des Turbinenschaufelrads 4 gegenüberliegt, der Bewegung der Endfläche 18 des Turbinenschaufelrads 4 anpassen kann. Eine Einlaßöffnung 21 eines Kanals 20 für das fließfällige Mittel im Gehäuse 1 liegt gegenüber der Nut 6 des Lagers 8 und ein Durchlaß 22 für das fließfähige Mittel läßt das fließfähige Mittel aus der Nut 6 hinausströmen. Das aus dem Durchlaß 22 kommende fließfähige Mittel wird in den Zwischenraum zwischen dem Turbinenschaft 3 und dem Lager 8 eingeströmt, wodurch das Lager tragfähig wird. Auf der Kontaktlinie zwischen dem Turbinenschaufelrad 4 und dem Turbinenschaft 3 ausgebildete Einkerbungen 23 und 24 tragen zur Ableitung des fließfähigen Mittels bei und erhöhen die Tragfähigkeit des Lagers. Das fließfähige Mittel wird durch die Einkerbungen 23 und 24 geleitet und in seiner Strömungsrichümg umgelenkt. Das fließfähige Mittel strömt zwischen der Endfläche 18 des Turbinenschaufelrads 4 und der Endfläche 19 des Lagers hindurch, d.h. zwischen den den Druck der Antriebskraft aufnehmenden Flächen hindurch. Eine Mündung eines Zuführkanals 26 für das fließfähige Mittel und eine Mündung eines Ablaßkanals 28 für das fließfähige Mittel befinden sich am Gehäuse 1 gegenüber den Schaufehl 25 des Turbinenschaufelrads 4.

Mit einer Falschdrehspindel der beschriebenen Bauart läßt sich die gewünschte hohe Drehgeschwindigkeit bei stabilem Lauf erzielen. Bei der Garnproduktion sind jedoch solche Falschdrehspindeln an sich noch nicht einwandfrei verwendbar. Die Falschdrehvorrichtung kann nicht als eine praktische betrachtet werden, wenn zur Erhöhung der Drehgeschwindigkeit unwirtschaftliche Mengen des fließfähigen Mittels verwendet werden müssen.

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Als Ergebnis weiterer Untersuchungen wurde festgestellt, daß beim Betrieb von Spindeln mit Turbinenschaufelrädern verschiedenen Durchmessers D (s. Fig. 1; bei geflanschten Turbinen s. Fig. 6) bei einer vorgegebenen Menge eingeströmter Luft eine Vergrößerung des Durchmessers zu einer Vergrößerung der Torsionskraft A des Garns, aber auch zu einer Verringerung der Drehgeschwindigkeit B der Turbine führt, wie dies die Fig. 2 zeigt. Dagegen hat eine Verringerung des Durchmessers D eine Vergrößerung der Drehgeschwindigkeit B, aber eine Abnahme der Torsionskraft A zur Folge. Diese Feststellung zeigt, daß es zur Aufrechterhaltung einer vorgeschriebenen Drehgeschwindigkeit bei einer bestimmten Belastung einen optimalen·Durchmesser gibt. Ist der Durohmesser größer als der Optimaldurchmesser, so muß die eingeströmte Menge des fließfähigen Mittels vergrößert werden, um den Abfall der Drehgeschwindigkeit auszugleichen. Ist dagegen bei der Turbine der Durchmesser kleiner als der Optimaldurchmesser, so muß die eingeströmte Menge des fließfähigen Mittels vergrößert werden, um die durch die Abnahme der Torsionskraft verursachte Verringerung der' Drehgeschwindigkeit auszugleichen. Dieser Tatbestand ist in der Fig. 3 graphisch dargestellt in Form einer Kurve für eine bestimmte Belastung und einer vorgeschriebenen Drehgeschwindigkeit. Es ergibt sich hieraus die Erkenntnis,, daß sich durch eine geeignete Wahl des Durchmessers des Turbinenschaufelrads der Betrieb am wirkungsvollsten durchführen läßt. Eine Änderung des Durchmessers kann durchgeführt werden, indem nach Lösung der einschraubbaren Scheiben 10 und 11 eine Turbine gegen eine andere Turbine mit anderem Schaufelraddurchmesser ausgewechselt wird, oder indem eine geeignete Falschdrehspindel aus mehreren bereitstehenden Spindeln mit verschiedenen Durchmessern der Schaufelräder ausgewählt wird.

Ein 150-Denier-thermoplastisches Fadengarn wurde unter den folgenden Bedingungen mit einer Drehspindel bearbeitet, um eine Drehungszahl

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von 2.350 Drehungen/m zu ergeben: eine Laufgeschwindigkeit des Garns von 170 m/min und eine Spindeldrehgeschwindigkeit von 400.000 U/min, eine Laufgeschwindigkeit von 212 m/min und eine Drehgeschwindigkeit von 500.000 U/min, eine Laufgeschwindigkeit von 258 m/min und eine Drehgeschwindigkeit von 600.000 U/min oder eine Laufgeschwindigkeit von 300 m/min und eine Drehgeschwindigkeit von 700.000 U/min. Die Ergebnisse zeigt die Fig. 4. Bei einer Untersuchung der Beziehung zwischen dein Durchmesser des Turbinenschaufelrads und der Menge des verbrauchten fließfähigen Mittels wurde in jedem Fall festgestellt, daß die Menge des verbrauchten fließfähigen Mittels bei einem Durchmes-· ser des Turbinenschaufelrads von ungefähr 5 mm am geringsten war. Aus den Ergebnissen der in der Fig. 4 gezeigten graphischen Darstellung ist es ersichtlich, daß bei gleicher Belastung (gleiche Denier- und Drehungszahl des Garns) die minimale Menge des fließfähigen Mittels unabhängig von der Drehgeschwindigkeit bei fast dem gleichen Durchmesser, d.h. beim wirtschriftlich günstigen Durchmesser des Turbinenschaufelrads, benötigt wird. Aus dieser Beziehung zwischen dem Verbrauch des fließfähigen Mittels und dem Durchmesser des Turbinenschaufelrads ergibt sich, daß bei einer praktischen Falschdrehvorrichtung zur Bearbeitung eines Garns von 150-Denier ein Durchmesser des Turbinenschaufelrads von 5 mm vorteilhaft ist.

Bi Anbetracht der beschriebenen Versuchsergebnisse wurden weitere Versuche mit Turbinenschaufelrädern von 2, 5; 3; 3, 5; 4j 4,5; 5j 5, 5; 6; 6,5 und 7 mm durchgeführt, um die optimalen Durchmesser für bestimmte Denierzahlen zu bestimmen. Die Ergebnisse sind.in der Fig. dargestellt, aus welcher hervorgeht, daß optimale Resultate erhalten werden, wenn der Turbinenschaufelraddurchmesser bei einem 20-Denier-Garn 3 mm, bei einem 75-Denier-Garn 4 mm, bei einem 150-Denier~Garn 5 mm und bei einem 300-Denier-Garn 6, 5 mm beträgt.

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Folglich wurde bei den beschriebenen Versuchsergebiiissen festgestellt, daß die Verwendung eines Turbinenschaufelrads mit einem optimalen, entsprechend der Denierzahl des Garns gewählten Durchmesser sehr wirkungsvo 11 -und praktisch ist.

E s wurden Versuche durchgeführt, bei denen die Anzahl der Turbinenschaufeln zwischen 2 und 14 und die Breite der Turbinenschaufeln zwischen 0, 5 und 10 mm variiert wurden. Dabei ergab es sich, daß sich die in der Fig. 5 gezeigten Kennlinien nicht ändern, obwohl sich infolge der Veränderung der Anzahl und der Breite der Turbinenschaufelii die durchgeströmte Menge des fließfähigen Mittels etwas änderte.

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   Falschdrehspindel, gekennzeiclinet durch eine Turbine (5) mit einem hohlen Turbinenschaft (3), einem innerhalb des Hohlraums (12) des Turbiir?n:3ch;iits (3) angeordneten Drehstift (13), einem Turbinenschaufelrad (4), welches beim Auftreffen eines fließfähigen Mittels in Rotation versetzt wird und Lager (8, 9), in denen die Turbine (5) auf einem fließfähigen Mittel getragen wird und welche in einer Hohlöffnung (2) innerhalb eines Gehäuses (1) angeordnet sind, wobei der Durchmesser dos Turbinenschaufelrads (4) entsprechend der Denierzahl des zu verwendenden Garns bestimmt wird.

   ?.. Falijchdrohspindfi nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Turbinenschaufelrads (4) ini Bereich von 3-7 mm Ii ogl.

   3. Faischdrnhspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fließt ähi<'.e Mittel gasförmig ist.

   4. Falschdrehspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige Mittel flüssig ist.

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