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1. Tsentralny Nauchno-Issledovatelsky Institut Khlopchatobumazhnoi
Promyshlennosti, Moskau (UdSSR) 2. Penzensky Nauchno-Issledovatelsky Experimentalno-Konstruktorsky
Institut Pryadilnykh Ma shin, Penza (UdSSR) Maschine zum ringlosen Spinnen von Textilfasern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotorspinnmaschine, in der der Spinnvorgang
vom Garnaufwicklungsvorgang getrennt ist, insbesondere auf eine Maschine zum ringlosen
Spinnen von Textilfasern (Offenend- oder OE-Spinnen).
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Die Erfindung kann am vorteilhaftesten zur Herstellung von bewehrtem
Garn sowie von Garn mit höherer linearer Dichte gegenüber Garn verwendet werden,
das auf herkömmlichen Ringspinnmaschinen hergestellt wird.
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Unter bewehrtem Garn ist ein Garn zu verstehen, das aus einem Kern
und einer Umspinnung besteht, wobei der Kern aus einem Material gefertigt ist, das
gegenüber den Fasern, aus denen die Urnspinnung besteht, erhöhte Festigkeitseigenschaften
besitzt.
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Unter der linearen Dichte, d. h. der Garndicke, muß die Beziehung
der Garnmasse zur Längeneinheit verstanden werden.
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Allgemein bekannt sind Maschinen zum ringlosen Spinnen von Tex tilfasern,
die eine Zuführeinrichtung mit einem Faserzuführkanal sowie einen an einer Spindel
mittels einer Hülse befestigten Rotor in Gestalt eines Schaufelrades enthalten,
das bei seiner Drehung einen Luft strom für die Faserförderung erzeugt. Das Schaufelrad
besitzt eine Scheibe mit einer Auflagefläche zur Aufnahme von geförderten Fasern
und zur Bildung des Garnes aus ihnen während der Rotordrehung, das durch eine in
der Auflagefläche ausgeführte mittige Öffnung mit Hilfe eines Rollenpaares abgeführt
wird. In diesen Maschinen wird zum Andrücken der Fasern an die Auflagefläche der
Scheibe ein elektrostatisches Feld erzeugt, das zwischen einer ortsfesten Elektrode,
die am Ende des Faserzuführkanals angebracht ist, und der Scheibe, die die zweite
Elektrode darstellt, gebildet ist. Somit erfolgt das Festhalten der Fasern an der
Scheibenoberfläche mit Hilfe einer Koronaentladung und eines Luftstrahls. Jedoch
ist diese Methode zum Festhalten der Fasern nur bei niedrigen Rotordrehzahlen und
folglich beim Spinnen mit geringer Arbeitsleistung möglich.
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Bei Erhöhung der Rotordrehzahl nehmen die auf die Fasern wirkenden
Fliehkräfte stark zu, die diese Fasern von der Scheibenoberfläche
abzureißen
suchen, d. h. die sogenannte l'Faserverstäubung" tritt ein.
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Deswegen reichen die festhaltenden Kräfte der Koronaentladung zum
Andrücken der Fasern an die Auflagefläche der Scheibe nicht mehr aus. Infolgedessen
wird von der Auflagefläche der Scheibe eine grö-Berge Anzahl von Fasern abgeworfen,
als es zur Herstellung eines Garnes der vorgegebenen linearen Dichte erforderlich
ist. Auf diese Weise kommt es zum Fadenbruch und hiermit zur Störung des technologischen
Spinnvorgangs.
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Die erwähnten Erscheinungen können dadurch beseitigt werden, daß
man auf die Fasern mechanische Kräfte einwirken läßt, die sie an der Scheibenoberfläche
festhalten. Jedoch sind in den bekannten Einrichtungen keine derartigen mechanischen
Kräfte vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung der erwähnten
Nachteile eine Maschine zum ringlosen Spinnen von Textilfasern zu schaffen, die
gestattet, die llFaserverstäubung't zu verringern und ein Garn mit vorgegebener
linearer Dichte bei hohen Rotor drehzahlen durch in der Maschine vorgesehene zusätzliche
Mittel herzustellen, die mechanische Kräfte erzeuyen, die zum Festhalten der Fasern
an der Scheibenoberfläche auf diese Fasern einwirken.
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Diese Aufgabe wird bei einer Maschine zum ringlosen Spinnen von Textilfasern,
die eine Zuführeinrichtung mit einem Faserzuführkanal sowie einen an einer Spindel
mittels einer Hülse befestigten Rotor in Gestalt eines Schaufelrades enthält, das
bei seiner Drehung einen Luftstrom zur Faserförderung erzeugt und eine Scheibe mit
einer Auflagefläche zur Aufnahme von geförderten Fasern und Bildung eines
Garnes
aus ihnen bei Rotordrehung sowie mit einer mittigen Garnabzugöffnung in der Auflagefläche
besitzt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Scheibe beabstandet von ihrer mittigen
Öffnung Schlitze hat, die von der mittigen Öffnung zum Umfang der Sc heibe auseinandergehen,
daß zwischen beabstandeten Schlitzen mindestens ein Vorsprung zum Festhalten der
Fasern an der Auflagefläche der Scheibe bei deren Drehung vorhanden ist, und daß
alle Vorsprünge in gleichem Abstand von der Drehachse der Scheibe liegen.
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Die vorhandenen Vorsprünge bilden auf der Auflagefläche der Scheibe
eine Umrandung, die das Festhalten und Konzentrieren des hauptsächlichen Faserstromes
im mittigen Scheibenteil begünstigt, was es erlaubt, den Faserspinnvorgang mit erhöhten
Geschwindigkeiten durchzuführen. Dies ist möglich, weil auch bei Erhöhung der Spinngeschwindigkeit,
wenn die zunehmenden Fliehkräfte die Fasern von der Scheibe abzuwerfen suchen, die
Vorsprünge aufgrund ihrer mechanik schen Einwirkung auf die Fasern dieses Abwerfen
verhindern. Die an der Scheibe vorhandenen Vorsprünge erleichtern das Durchsaugen
der Luft durch dieselben, die die Fasern an die Auflagefläche der Scheibe befördert,
wodurch ein zusätzliches Andrücken der Fasern an diese Auflagefläche sowie ein Andrücken
zusammen mit ihnen auch der Verunreinigung gewährleistet wird, die in den Fasern
enthalten sind und die von der Scheibenoberfläche durch die Einwirkung der Fliehkräfte
entfernt werden.
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Zur Beseitigung eines eventuellen Hängenbleibens der Fasern in den
Schlitzen, das das Faserspinnen beeinträchtigt, ist es zweckmäßiger,daß die Schlitze
sich bis zum Rand der Scheibe erstrecken und diese in Sektoren trennen, deren jeder
mindestens einen der Vorsprünge hat.
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Je nach der Art der zu verarbeitenden Fasern und deren Gemischen,
die verschiedene physikalisch-mechanische Eigenschaften wie Länge, Greiffähigkeit,
Kräuselung u. a. besitzen, ist es zweckmäßig, daß die Schlitze der Scheibe radial
angebracht und über die ganze Ober fläche der Scheibe gleichmäßig verteilt sind.
Es ist aber auch zweckmäßig, daß alle Schlitze fächerförmig auseinandergehen und
in Gestalt von Bogen gleichen Halbrnessers ausgeftilirt sind.
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Fernes ist es vorteilhaft, daß die Schlitze, die einen Sektor bilden,
derart angebracht sind, daß der eine Schlitz einer der Achsen der Scheibe parallel,
der andere Schlitz aber zur Scheibe unter einem Winkel oC geneigt ist. So ist es
beispielsweise vorteilhafter, bei der Ve~-arbeitung eines Gemisches aus Baumwoll-
und Viskosefaser einen Rotor zu verwenden, dessen Scheibe radiale Schlitze besitzt,
die über desen ganze Oberfläche gleichmäßig verteilt sind.
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Zur Schaffung der günstigsten Bedingungen zur Abtrenming von Verunreinigungen
ist es zweckmäßig, daß die Sektoren der Scheibe mit den Schaufeln des Rades und
der Hülse derart verbunden sind, daß zwischen der Scheibe und der ihr zugekehrten
Stirnseite der Hülse ein Zwischen raum zum Entfernen von Verunreinigungen gebildet
ist die aus den Fasern bei der Bildung des Garnes abgetrennt werden.
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Es ist auch vorteilhaft, daß im von den Vors-prüngen begrenzten Bereich
der Auflagefläche der Scheibe eine Lochung für zusätzlichen Luft sog und Konzentrieren
der Fasern im erwähnten Bereich ausgeführt ist Schließlich empfiehlt es sich, daß
jeder Vorsprung den Querschnitt einen Rechtecks, Dreiecks oder Trapezes besitzt
wobei alle erwähnten Forrner. eine abgerundete Spitze haben können.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig c 1 das Prinzipschema eines ersten Ausführungsbeispiels der Maschine zum ringlosen
Spinnen von Textilfasern, im Teil schnitt, Fig. 2 ein Schaufelrad mit Scheibe, im
Längsschnitt, Fig. 3 das Schaufelrad von Fig. 2, in Draufsicht, Fig. 4 ein anderes
Ausführungsbeispiei des Schaufelrades mit Scheibe, Fig. 5 das Schaufelrad von Fig.
4, im Längsschnitt Fig 6 das Schaufelrad von Fig. 5, in Draufsicht, Fig. 7, 8 und
9 verschiedene Ausführungsbeispiele von Schlitzen in der Scheibe und deren gegenseitige
lage, Fig. 10 a, b, c, d, e, f Ausführungsbeispiele der Vorsprünge an der Scheibe,
im Querschnitt, Fig 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Schaufelrades mit Scheibe,
im Längsschnitt, Fig 12 das Schaufelrad von Fig. 11, in Draufsicht,
Fig.
13 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Maschine zum ringlosen Spinnen von Textilfasern.
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Die erfindungsgemäße Maschine enthält eine Zuführeinrichtung 1 (Fig.
1) mit einem Faserzuführkanal 2 zur Zufuhr vereinzelter Textil fasern 3 sowie einen
Rotor 4, der mittels einer Hülse 5 an einer Spindel 6 befestigt ist. Die Spindel
6 ist in Lagern 7 gelagert und wird nach einem beliebigen für sich bekannten Verfahren
in Drehungen ver setzt.
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Der Rotor 4 stellt ein Schaufelrad 8 (Fig. 2 und 3) dar, das bei
seiner Drehung einen Luftstrom zur Faserförderung erzeugt Der Rotor 4 besitzt eine
Scheibe 9, auf deren Auflagefläche 10 Fasern gelangen.
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Bei Drehung des Rotors 4 wird aus den Fasern ein Garn 11 (Fig. 1)
geformt, das mittels eines Rollenpaares 12 durch eine mittige Öffnung 13 in der
Auflagefläche bzw. Oberseite 10 der Scheibe 9 abgeführt wird.
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In der Scheibe 9 sind in einem Abstand von der Öffnung 13 Schlitze
14 (Fig. 3) ausgeführt, die von dieser mittigen Öffnung 13 zum Scheibenumfang auseinandergehen
und zum Durchsaugen der Luft zusammen mit den Verunreinigungen durch dieselben dienen,
die aus den Fasern bei der Garnbildung abgeschieden werden. Zwischen allen benachbarten
Schlitzen 14 ist auf der Auflagefläche 10 der Scheibe 9 ein Vorsprung 15 vorhanden.
Hierbei befinden sich alle Vorsprünge 15 in gleichem Abstand von der Drehachse der
Scheibe 9 und dienen zum Festhalten der Fasern an der Auflagefläche 10 der Scheibe
9.
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Zur Beseitigung eines eventuellen Hängenbleibens der Fasern in
den
Schlitzen 14 sind diese mit einer Herausführung zum Rand 16 (Fig. 4) der Scheibe
9 versehen, d. h. sie sind zu diesem Rand ge öffnet, und sie teilen die Scheibe
in Sektoren 17, in deren jedem sich ein Vorsprung 15 befindet.
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Zur Entfernung von Verunreinigungen, die aus den Fasern abgetrennt
werden, ist jeder Sektor 17 mit einer Schaufel des Rades 8 und der Hülse 5 so verbunden,
daß zwischen der Scheibe 9 (Fig. 5) und einer Stirnseite 18 der Hülse 5, die der
Scheibe 9 zugekehrt ist, ein Zwischenraum 19 gebildet ist. Die Schlitze 14 liegen
radial über die ganze Scheibenoberfläche gleichmäßig verteilt, wie in Fig. 6 und
7 dar gestellt ist.
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In jedem Sektor 17 befinden sich je zwei Vorsprünge 15 (Fig. 7),
zwischen denen ein Zwischenraum vorhanden ist, der eine zusätzliche Luftabfuhr vom
zentralen Teil der Scheibe 9 gewährleistet.
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Die Schlitze 14 (Fig. 8) gehen von der mittigen Öffnung 13 fächerförmig
aus und sind in Gestalt von Bögen gleichen Halbmessers ausgeführt. In jedem Sektor
17, der von diesen bogenförmigen Schlitzen 14 begrenzt ist, befindet sich ein Vorsprung
15.
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Diese Schlitze, die einen jeden Sektor 17 bilden, sind derart angebracht,
daß der eine Schlitz 20 (Fig. 9) einer von Symmetrieachsen 21 oder 22 der Scheibe
9 parallel, der andere Schlitz 23 aber zur Scheibe unter einem Winkel d geneigt
ist.
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Je nach der Art der zu verarbeitenden Faser sind die Vorsprünge 15
im Querschnitt verschieden gestaltet. So haben die Vorsprünge 15
bei
der Verarbeitung von Fasern und deren Gemischen mit einer Länge von 30 mm und mehr
im Querschnitt die Form eines Dreiecks, eines Rechtecks oder eines Trapezes (Fig.
10c, 10b und 10e). Bei der Verarbeitung von Fasern und deren Gemischen mit einer
Lange von 20 bis 30 mm, die eine geringe Greiffähigkeit besitzen, haben die Vorsprünge
15 den Querschnitt eines rechtwinkligen Dreiecks (Fig . 10 a) Bei der Verarbeitung
von Fasern mit einer Länge bis 20 mm und geringer Greiffähigkeit besitzen die Vorsprünge
15 den Querschnitt eines spitzwinkligen Dreiecks, das mit der Spitze zur Drehachse
der Scheibe (Fig. 10f) geneigt ist.
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Unabhängig von ihrer Ausführungsform besitzen die Vorsprünge 15 eine
abgerundete Spitze, wie in Fig. 10 d gezeigt ist.
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Für einen zusätzlichen Luftsog und eine Konzentrierung der Faser-n
im zentralen Teil der Scheibe 9 ist im Bereich ihrer Oberfl äche 9 der von den Vorsprüngen
15 begrenzt ist, eine Lochung 24 (Fig. 11 und 12) ausgeführt.
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Der Rotor 4 befindet sich in einer Kammer 25 (Fig. 1), die zum Ausstoßen
der Luft in ein Saugsystem bestimmt ist. Die Luft wird in Pfeilrichtung A der Zeichnung
ausgestoßen.
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Das Garn 11 wird vom Rollenpaar 12 einer Spule 26 zugeführt, die
an eine Wickeltrommel 27 angedrückt ist.
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Die Zuführeinrichtung 1 enthält außer dem Faserzuführkanal 2 ein
Einspannpaar 28, das aus einer Walze 29 und einem abgefederten Hebel 30 besteht.
Das Einspannpaar 28 dient zur Zufuhr der Fasern 3 zu einem
Kammsägezylinder
31, der an den Faserzuführkanal 2 angrenzt.
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In Fig. 13 ist eine Maschine zum ringlosen Faserspinnen zarge stellt,
in der ein Rotor 4 verwendet ist, der den vorstehend beschriebenen Aufbau besitzt.
Jedoch sind in dieser Maschine außer den mechanischen Kräften, die zum Festhalten
der Fasern an der Oberfläche der Scheibe 9 auf diese Fasern einwirken, zusätzlich
festhaltende Kräfte eines elektrostatischen Feldes vorgesehen. Dieses Feld ist von
einer ortsfesten Elektrode 32, die am Ende des Faserzuführkanals 2 angebracht ist,
und der Scheibe 9 gebildet, die die zweite Elektrode darstellt und deren Vorsprünge
15 aus einem Dielektrikum ausgeführt sind.
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Die Maschine arbeitet folgenderweise: Bei Inbetriebnahme der Zuführeinrichtung
erzeugt das Einspannpaar 28 durch Drehen der Walze 29 und des Kammsägezylinders
31 einen Strom von vereinzelten Fasern 3, die durch den Faserzuführkanal 2 an die
Auflagefläche 10 der Scheibe 9 des Rotors 4 gelangen, der sich in der Kammer 25
befindet.
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Gleichzeitig wird die Spindel 6 zusammen mit dem Rotor 4 in Drehung
versetzt. Infolge dieser Drehung erzeugt der Rotor einen Luftstrom, der den Strom
der vereinzelten Fasern 3 vom Sägezylinder 31 zur Auflagefläche 10 der Scheibe 9
fördert. Durch die Vorsprünge 15 wird der hauptsächliche Teil des Faserstroms festgehalten
und im zentralen Teil der Scheibe 9 konzentriert. Aufgrund der Greiffähigkeit der
Fasern werden sie in die mittige Öffnung 13 der Scheibe 9 hineingezogen und bei
deren Drehung zum Garn 11 gezwirnt.
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Die Luft, die die Fasern fördert, wird durch die Schlitze 14 hindurchgesaugt,
wodurch ein stärkeres Andrücken der Fasern 3 an die Auflagefläche 10 der Scheibe
9 sowie ein Andrücken der in den Fasern enthaltenen Verunreinigungen erreicht wird.
Durch den Zwischenraum 19 erfolgt eine zusätzliche Reinigung der Fasern, die durch
die mittige Öffnung 13 hindurchgehen, von enthaltenen Verunreinigungen. Im Ergebnis
wird die Herstellung eines reineren Garnes gegenüber dem Garn gewährleistet, das
auf Ringspinnmaschinen aus denselben Fasern bzw.
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deren Gemischen erzeugt wird.
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Das Profil der Vorsprünge und die Konfiguration der Schlitze wirken
sich auf den Spinnvorgang nicht aus, sie werden entsprechend physikalisch-mechanischen
Eigenschaften der zu verarbeitenden Fasern ge wählt.
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Bei der Erzeugung von bewehrtem Garn wird außer der Zufuhr der Fasern
3, die die Umspinnung dieses Garnes bilden, durch den Faserzuführkanal 2 und die
mittige Öffnung 13 ein Kern z. B. in Form eines Kapron-, oder Metall- oder eines
anderen Fadens hindurchgeleitet.