DE2612107A1 - Offenend-spinnrotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spinnrotor für eine Offenendspinnmaschine mit zur Rotationsachse konzentrischen Innenflächen, bei dem eine Fasersammelrille an der Stelle des größten Innendurchmessers des Rotors vorgesehen ist.

Die mittels eines Luftstromes dem Rotor zugeführten Fasern enthalten immer einen Anteil an feinen Verunreinigungen, wie Staub etc., die sich im Rotor, vor allem in der Fasersammelrille festsetzen und diese mit der Zeit auffüllen, wodurch sich die Rillengeome brie im Laufe der Zeit verändert und der Garnbildungsprozeß zunehmend beeinträchtigt wird, bis dieser überhaupt unmöglich wird und Garnbrüche auftreten.

DR. G. MANITZ · D1PL.-ING. M. FINSTERWALD DIPL.-IN G. W. GRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÜNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSEi 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270 TEL. (089) 22 42 II. TELEX 5-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. (0711)56 72 61 POSTSCHECK : MÖNCHEN 770 62 - 80S

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Es sind bereits Rotoren bekannt, bei denen die eingespeisten Fasern in einer Fasersammelrille im größten Innendurchmesser des Rotors abgelegt werden und aus dieser als gedrehtes Garn abgezogen werden. Meistens handelt es sich bei der Fasersamraelrille um eine V-förmige Hut mit einem Öffnungswinkel zwischen ungefähr 30 und 130 und einem Rillenradius zwischen 0,1 bis 2,0 BM am Grund der Rille. Die abgelegten Fasern bilden in der V-förmigen Rille ein loses Band mit annähernd dreieckförmigem Querschnitt, wobei je nach Lage der Winkelhalbierenden der die Rille bildenden Flächen in Bezug auf die Rotationsebene der Rille, das dreieckige Band mit sehr ungleichen Schenkeln entsteht.

f Aus der DT-PS 2 209 199 ist ein Spinnrotor bekannt, bei dem der aus einem flachen Band eingedrehte Faden bei seiner Bildung zuerst über einen längeren Bereich auf der äußeren Begrenzungswand der Rille abrollt und nicht direkt die Rille in Richtung Fadenabzugsrohr verläßt. Durch ein derartiges "Einrollen" der Fasern bzw. des Bandes zu einem Garn, lassen sich Schmutzablagerungen in der Rotorrille zwar etwas verkleinern, aber man erkauft dies mit dem Nachteil, daß bei erhöhter Fadenabzugsgeschwindigkeit die Garnqualität beeinträchtigt wird. Zudem leistet ein flaches Band beim Eindrehen einen beträchtlichen Widerstand und es liegt zwischen den einzelnen Fasern nur ein sehr loser gegenseitiger Kontakt vor. Feinste Schmutzpartikel, wie Staub, etc, welche zusammen mit den Fasern in den Rotor eingespeist worden sind, werden beim Eindrehen eines solchen flachen Bana.es nur teilweise miteingedreht, d.h. sie verbleiben in der Rotorrille und füllen diese somit allmählich auf. Die Ablagerung der Fasern zu einem flachen Band erfolgt mehr oder minder in einer Wirrlage, welche das daraus gebildete Garn "bauschig" macht und zu einer Qualitätsverminderung führt.

Es sind auch bereits Spinnrotoren bekannt (DT-PS 1 560 302), bei denen der Faden im Rotor ausgelenkt wird, was den Vorteil

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hat, daß durch die Auslenkung des ffadens zwischen seiner Entstehungsstelle, d.h. der Fasersammeirille und dem Abzugsrohr, bei gleichbleibender Qualität mit größerer Geschwindigkeit abgezogen werden kann und zwar deshalb, v/eil an der Auslenkstelle eine zusätzliche Kraft auf den Faden einwirkt, die ein zusätzliches Moment an der Fadenbildungsstelle, der Rille, hervorruft und die Abzugsspannung erhöht.

Auch bei dieser Anordnung bleibt dennoch der Nachteil einer starken Schmutzablagerung in der Rotorrille. Die Ursache liegt darin, daß bei Auslenkung des Fadens der sich bildende Faden nicht mehr auf einer anliegenden Begrenzungswand abrollen kann, sondern das Eindrehen des flachen Bandes erfolgt schon im Bereich der Fasersammelrille, ebenso der Abzug des Fadens. Das Eindrehen eines flachen Bandes direkt in der Rille erfordert zudem ein größeres Drehmoment als ein Band mit einem kleinen Trägheitsmoment, z.B. ein Band mit dem Querschnitt eines gleichseitigen Dreiecks.

ge-Es sind auch schon Rotoren bekannt /v/orden (DT-PS 1 710 038), bei denen die innere Begrenzungswand der Rille mit der äußeren einen sehr kleinen, 45 unterschreitenden öffnungswinkel und die Winkelhalbierende dieser beiden Begrenzungswände zur Rotationse
schließenc

Rotationsebene einen großen, 4> übersteigenden, Winkel ein-

Diese Anordnung neigt ebenfalls zu starker Schmutzansammlung am Rillengrund, wodurch sich, wie erwähnt, die Rillengeometrie mit der Zeit ändert und die Fadenqualität abnimmt. Bei einem sehr kleinen Öffnungswinkel und kleinem Rillenradius tritt zudem ein Einklemmen des abgelagerten Faserbandes auf₀ Die Reibung an den Wandungen wird derart erhöht, daß das Eindrehen des Faserbandes zu einem Faden erschwert ist und negative Veränderungen im Spinnprozeß im Rotor auftreten. Derartige Veränderungen bestehen z.B. in der erschwerten Drehungsfort-

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pflänzling vom Faden in das Faserband in der Rille. Das Faserband wird also unmittelbar nach der Drehung aus der Rille gehoben. Dies hat auch zur Folge, daß die Verunreinigungen durch die Zentrifugalkraft aus dem unvollständig gedrehten Faserband gelöst werden und in der Rille verbleiben.

Vergrößert man den Rillenradius in dex¹ oben beschriebenen Anordnung, uia die Rille wesentlich zu verbreitern, und somit das Einklemmen zu verhindern, so lagern sich die Fasern als flaches Band an der Außenfläche der Rille ab. Es entsteht wieder das bereits erwähnte Problem, ein flaches Band einzudrehen. Hienzu kommt, daß bei dieser Rillengeoiuetrie die stärksten S chmut ζ ablagerung en auftreten. Dies läßt sich damit erklären, daß die Schmutzpartikel durch Zentrifugalkraft aus dem flachen Faserband gegen die Rille wandern, sich dort absetzen und nicht eingedreht werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Fasersammeirille eines Spinnrotors derart auszubilden, daß Ansammlungen von Schmutz in der Fasersainmelrille auf ein Minimum reduziert werden, ohne die Spinnbedingungen und die Qualität des Garnes negativ zu beeinflussen.

Nach der Erfindung zeichnet sich der Spinnrotor dadurch aus, daß der Winkel 06 45° - 9O⁰, der Rillenradius R 0,1 - 0,5 mm, ein Winkel β zwischen der Winkelhalbierenden des Winkels und der Rotationsebene der Rille 0 - 45° und der Winkel Ψ zwischen der Richtung des Garnabzuges aus der Rille und der Rotationsebene 0-25 betragen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand dez" Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1, 2 einen Teilschnitt durch bekannte Spinnrotoren,

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Fig. 3 einen Schnitt durch einen Spinnrotor nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung und die

Figo 4,5 einen Teilschnitt durch zwei weitere Ausführungsformen.

Fig. 1 zeigt die aus der GH-PS 457.218 bekannte Sotorrillen- ^eoaetrie, wie sie für Stapelfasern bis ca. 60 mn Stapellänge in Frage kommt. Das Faserband liegt in einer tiefen, etwas zur Rotationsachse hin geneigten V-förmigen Rille mit einem kleinen Öffnungswinkel von ca. 35° und einem kleinen Rillenradius R von ca. 0,2 nun. Es liegt also ein enger keilförmiger Einschnitt vor, in den das Faserband eingeklemmt ist.

Fig. 2 zeigt eine ähnlüie Rille, wie sie aus der CH-PS 455*596 bekannt ist, jedoch mit einem größeren Rillenradius R von ca. 0,8 mm_o Das Faserband ist sehr flach und liegt durch die Wirkung der Zentrifugalkraft an der äußeren Begrenzungswand des Rotors.

In Figo 3 ist ein Spinnrotor 1 nach der Erfindung dargestellt, der zur Verspinnung von Stapelfasern mit Baumwollstapel geeignet ist und durch eine Welle 2 getragen und in Rotation versetzt wird«, In einem Rotorgrundkörper 3» welcher der oben offenen Seite des Rotors 1 gegenüberliegt, sind Ventilationskanäle 4 vorgesehen, die mit je einer Öffnung 5 im Rotorinneren münden, und zwar in einer zur Horizontalen geneigten Kegelfläche 6, an welche nach außen eine horizontale Ringfläche 7 anschließt. An die Peripherie S der Fläche 7 schließt eine innere kegelförmige Flankenpartie 9 einer Rillenfläche 10 an. An ihrem äußeren Umfang geht die Fläche 10 in eine äußere kegelförmige Rillenfläche 11 über_o Dieser folgt nach oben eine Rutschwand 12« Mit R ist derjenige Flächenabschnitt bezeichnet, durch welchen die äußere Rillenfläche 11 mit der Rillenfläche 10 verbunden ist«, Der Radius dieses gekrümmten Flächenabschnittes beträgt ca. 0,2 mm«

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Eine Verlängerungsgerade a der Rillenfläche 11 bildet mit der Fläche 10 den Rillenöffnungswinkel <&- = 75°. Mit $" = 17 ist der Winkel bezeichnet, unter welchem der Faden von der Rille abgezogen wird_o Mit der Geraden b ist die Winkelhalbierende des Winkels OL bezeichnete Diese schließt mit der Fläche 7 einen Winkel/? von ca. 15° ein und ist ein Maß für die Neigung der Rille zur Horizontalen*

Aus Fig₀ 3 geht weiter der Verlauf des frisch gesponnenen Garnes 13 im Rotor 1 hervor. Ein Fadenabzugsrohr 14 mit einer Bohrung 15 ist in einen Rotordeckel 16 eingesetzt und ragt ins Innere des Rotors 1 hinein, und zwar so tief, daß der Faden 13 an der Peripherie 8 eine leichte Auslenkung erfährt.

Fig. 4 zeigt die Verhältnisse in der Rotorrille in einer weiteren Ausgestaltung nach der Erfindung. Die Fläche 10 liegt hier senkrecht zur Rotationsachse. Der Rillenradius R ist 0,2 mm,c6 = 45°,β = 22,5°, /*= 17°.

Fig. 5 zeigt eine von den vorangegangenen Beispielen etwas abweichende Ausführungsform ₀ Die Auslenkung des Garnes erfolgt an einer Kante 17» welche durch die Fläche 10 und die die Öffnungen 5 der Kanäle 4 enthaltende Kegelfäche 6 gebildet ist. Das Fadenabzugsrohr 14 ist entsprechend tiefergelegt, um die Auslenkung des Garnes an der Kante 17 zu ermöglichen; das hat eine bessere Fortpflanzung der Drehung des gesponnenen Fadens bis in die Rille zur Folge. Der Rillenradius R beträgt 0,2 mm,OC = 45°, /?= 22,5°, )T^{= Oo}

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Garnqualität und die Abzugsgeschwindigkeit des Garnes aus dem Rotor bzw. der Schmutzablagerung darin von den folgenden auf der Geometrie der Rille beruhenden Einflußfaktoren abhängen: dem Öffnungswinkel OC der Fasersammelrille, dem Winkel der Winkelhalbierenden des WinkelsOL zur Sotationsebene,

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•dem Winkel Ψ , unter -welchem der Faden aus der Rille abgezogen wird und dem Radius R der Rotorrille„ So bringt ein großer Öffnungswinkel CO , d.h. 45° - 90°, wobei die Winkelhalbierende dieses Winkels zwischen 0 und -p liegt, geringe Schmutz ablagerung«, Ein großer Rillenradius R wirkt sich negativ aus, solange der IFadenabzugswinkel Y" größer als 0 isto Ist hingegen Y^- 0, so verliert R den Einfluß auf die Schmutzablagerung, nicht aber auf die Garnfestigkeit, welche bei großem R sinkt und zwar deshalb, weil bei großem R ein flaches Band entsteht, welches nicht zu einem festen Faden eingedreht werden kann.

Vergleichsversuche mit den bekannten Rotoren gemäß JTig» 1 und 2 und Rotoren gemäß Fig. 3, 4, 5, bei denen die oben angeführten Erkenntnisse berücksichtigt worden sind, ergaben folgende Werte in der Schmutzablagerung:

Tabelle

Verwendetes Material: türkische Baumwolle 1 1/16 ''

(Schmutzgehalt der Vorlage 0,12 - 0,2%) Laufzeit: 10 Std.
Schmutz: mg pro Rotor

Rotor	Rotor	R	ΌΟ	/	δ	Schmutz
	gemäß Fig·	mm	(°)	(°)	(°)	(mg)
1	1	0,8	35	42,5		113
2	1	0,2	35	42,5	25	16,7
3	2	0,8	45	22,5	20	16,8
4	3	0,2	75	15	17	2,6
5	4	0,2	45	22,5	17	2,3
6	5	0,8	45	22,5	0	2,8
7	5	0,2	45	22,5	0	3,8

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Die Resultate in der Tabelle "bestätigen eindeutig, daß die im Rotor abgelagerte Schniutzmenge eine Funktion zwischen OU , und R ist ο

Der bedeutend kleinere Radius (0,2 mm) im Rotor 2 bringt gegenüber dem Rotor 1 sonst gleicher Konfiguration mit R «· 0,8 mm bereits eine beträchtliche Verminderung der Schmutzablagerung.

Die Rotoren 3 und 5 stimmen in den Winkeln OC und /-> überein, hingegen liegt bei den Winkeln \F eine kleine Differenz von 3° vor« Der Rotor 3 mit dem Radius R = 0,8 mm weist wiederum eine mehrfach größere Schmutzablagerung auf als der Rotor 5 mit R = 0,2 mm. Es wird auch in diesem Vergleich deutlich, daß der kleinere Radius weniger zur Rillenverschmutzung neigt. Positiv beeinflußt wird dieses Resultat noch durch den geringeren Abzugswinkel \f" des Rotors 5·

Die Rotoren 6 und 7 weisen gleiche OC , /> und V- auf, wobei V" auf den Minimalwinkel von 0 reduziert ist. In diesen Anordnungen wird die Schmutzablagerung nicht mehr merklich durch den unterschiedlichen Rillenradius R beeinflußt„

Die Rotoren 1 und 3 weisen gleichen Rillenradius R = 0,8 mm auf, unterscheiden sich aber wesentlich im Rillenöffnungswinkel Oir und in der Lage der Winkelhalbierenden. Der größere Winkel OC und der kleinere Winkel β bringen aber bereits eine große Verminderung der Schmutzmenge,

Die Rotoren 2 und 5 haben gleiche Rillenradien R = 0,2 mm, unterscheiden sich aber in den Winkeln oL und β . Der größere Winkel OC des Rotors 3 wirkt sich zusammen mit dem kleineren Abzugswinkel Sl·" sehr vorteilhaft in der Schmutzablagerung aus.

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Der Rotor 4- bringt ebenfalls ein ausgezeichnetes Resultat. Bemerkenswert ist in diesem Fall, daß der Fadenabzugswinkel V^= 17° und der Winkel (J - 15° annähernd zusammenfall en ο

Zusammenfassend ist festzuhalten, daß die Schmutzabscheidung und die Garnqualität von den Faktoren CX , /? , y-und R abhängig sind.

Ohne die geringe Schmutzablagerung in Frage zu stellen, kann der Öffnungswinkel Oi der Fasersammeirille im Bereich von 45⁰ _ 90°, die Neigung β der Winkelhalbierenden b des Öffnungswinkels OC im Bereich von 0 - ρ , der Abzugswinkel Ϋ* des Garnes im Bereich von O - 25° und der Rillenradius im Bereich von H = O, 1 - 0,5 m liegen.

Die Rotorrillenform kann in gleicher Weise auch bei Fremdabsaugung realisiert werden, bei der der Rotor keine Ventilationskanäle aufweist, sondern die Luft durch den Spalt zwischen Deckel und Rotorrand abgezogen wird.

Alle Maßangaben sind als uit einer Toleranz von 10 % behaftet zu verstehen.

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Claims (1)

1. -ΙΟ

   Patentansprüche

   Spinnrotor einer Offenend-Spinnvorrichtung mit zur Rotationsachse konzentrischen Innenflächen, an dessen größtem Innendurchmesser eine Fasersammelrille vorgesehen ist, welche durch zwei Flächen gebildet ist,die einen öffnungswinkel -^Keinschließen und durch einen gekrümmten Flächenabschnitt mit einem Radius R miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel oc 4-5° - 90°, der Rillenradius R 0,1 - 0,5 ™Qj ein.· Winkel β zwischen der Winkelhalbierenden des Winkels öCund der Rotationsebene der Rille 0-45° und der Winkel /" zwischen der Richtung des Garnab* züge s ai
   tragen.

   zuges aus der Rille und der Rotationsebene 0 - 25

   2- Spinnrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßoCca. 75°, β ca. 15°, V" ca. 17° und R ca. 0,2 mm beträgt.

   5. Spinnrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß OU ca. 45°, /3 ca. 22,5°, ca. 17 und R ca. 0,2 mm beträgt.

   Spinnrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Ot ca. 4-5°, /3 ca. 22,5°» ca. 0 und R ca. 0,2 mm beträgt.

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