DE2702695A1

DE2702695A1 - Offen-end-spinnvorrichtung

Info

Publication number: DE2702695A1
Application number: DE19772702695
Authority: DE
Inventors: Gordon Mackie
Original assignee: James Mackie and Sons Ltd
Current assignee: James Mackie and Sons Ltd
Priority date: 1976-01-26
Filing date: 1977-01-24
Publication date: 1977-07-28
Also published as: FR2339006A1; GB1569123A; JPS5291930A; CH611942A5; JPS5291929A; FR2339007B3; FR2339006B3; FR2339007A1; BE850768A; BE850767A; DE2702733A1

Description

RATFAYABOETERS

PATENTANWÄLTE

HAMBURG-MÜNCHEN

DIPL.-ING. VINCENZ v. RAFFAY

20. Januar 1977 dipl.-chem. dr.hansd.boeters

POSTADRESSE: V POSTFACH 41OO

2OOO HAMBURG 13

UNSEREAKTE: 1164/30 V.R./K

Anmelder: James ^ackie & Sons Limited

Albert Foundry, Belfast, Northern Ireland, BT12 7ED

Offen-End-Spinnvorrichtung.

Die Erfindung betrifft eine Offen-End-Spinnvorrichtung mit einer Spinnturbine, die in einem Gehäuse untergebracht ist und mit einem Garnabzugsteil, das ein Rohr koaxial zu der Turbine aufweist, die eine trichterförmige Mundöffnung hat, deren Wand eine Berührungsfläche für das Garn definiert, das abgezogen wird.

bei derartigen Offen-End-Spinnvorrlchtungen werden die zu spinnenden Fasern der Oberfläche einer Turbine zugeführt, von der das entsprechend erzeugte Garn abgezogen wird. Das (!am läuft dann durch ein Hohr in dem Garnabzugsteil, das koaxial zu der Turbine liei^Tt. Die Turbine ist in einem Genäuse mit einer Deckplatte angeordnet. In Offenstellung ist ein Zugang zu der Turbine möglich. Weiterhin dient das Gehäuse als Lagerung oder Befestigung für das Garnabzugsteil.

Die Mundöffnunr: des Kanales oder Rohres durch das Garnabzugsteil ist vorzugsweise grundsätzlich trichterförmig zum Eintritt des Garnes aufgebaut. Die Oberfläche dieses Teiles wirkt als eine Abstützunr für das Garn zumindest über einen Teil seines Weges nach dem Verlassen der Oberfläche der Turbine. Es wurde bereits festgestellt, daß die genaue

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Steuerung des Games unmittelbar nach seiner Ausbildung sehr wichtig ist. Es wurde aber nun weiterhin entdeckt, daß die Form und Gestalt der Bahn durch das Garnabzugsteil von gleicher Bedeutung ist.

iirfindungsgemäß weist das Rohr oder der Kanal durch das Garnabzugsteil eine trichterförmige Mundöffnung auf, deren Wand die Berührungsfläche für das Garn definiert, das abgezogen wird, und diese Form ist grundsätzlich konvex definiert durch eine Kurve, die zumindest annähernd einem Kreisbogen entspricht und die zumindest annähernd glatt ist am übergang von einer grundsätzlich axialen Richtung am Ausgangsende der >lundöffnung zu einer grundsätzlich radialen Richtung in der Nähe der Nut in der Turbine, die das Garn ausbildet, wobei ein äquivalenter Krümmungsradius zwischen der Hälfte und dem Anderthalbfachen des Radius der Mundöffnung der Turbine liegt.

im Rahmen dieser Beschreibung ist unter dem Begriff "äquivalenter Krümmungsradius" der Radius eines Kreisbogens zu verstehen, der möglichst äquivalent zu der Kurve ist, die die Wand des rtohres oder Kanales definiert, d.h. des Kreisbogens, der möglichst wenig von dieser Kurve über ihre Länge abweicht. Es hat sich herausgestellt, daß die Einbeziehung über diesen bereich einer Kurve mit einem äquivalenten Radius in der genannten Weise eine größere Abstützung des Garnes bedingt und außerdem das Anhaften des Garnes derart unterstützt, daß es möglich ist, die auf das Garn übertragene Verdrehung zu reduzieren, ohne das Risiko für einen Garnbruch zu erhöhen, wodurch die Herstellung eines volleren Garnes möglich ist.

Die Kurve, die die Berührungsoberfläche der Wand des Rohres oder Kanales definiert, ist vorzugsweise ein richtiger Kreisbogen, da dieses die einfachste Form der Kurve sowohl

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unter dem Gesichtspunkt der Konstruktion als auch der Herstellung ist. Insbesondere aus der Sicht des Betriebes ist dieses aber nicht von Bedeutung, und verschiedene geringe Abweichungen von der genauen Kreisform sind möglich, solange die Kurve insgesamt als annähernd kreisförmig betrachtet werden kann. Beispielsweise jede mathematische Kurve, die sich dem Kreisbogen annähert, wie eine Parabel, ist möglich. Außerdem können geringe örtliche Abweichungen von der Form des Kreisbogens durch kurze gerade Abschnitte vorgesehen sein. Tatsächlich ist es auch denkbar, die Kurve in ihrer Gesamtheit aus einer großen Anzahl kurzer gerader Linien zusammenzusetzen, vorausgesetzt, daß die schließlich entstehende Kurve annähernd glatt ist. Es ist die Berührungsfläche selbst und nicht so sehr die Wand der iundöffnung, die die glatte Kurve definieren sollte. Hierdurch ist die Möglichkeit eingeschlossen, daß die Wand Nuten oder Rillen oder andere Unregelmäßigkeiten aufweisen kann, da nur die Berge der Unregelmäßigkeiten die Berührungsfläche definieren. Tatsächlich kann es sein, daß eine derartige Oberfläche von Vorteil ist, da der Berührungsbereich mit dem Garn und dadurch auch die Reibungskraft vermindert werden.

Wie bereits erwähnt, ist es notwendig, daß die Kurve von einer grundsätzlich axialen Richtung in eine grundsätzlich radiale Richtung übergeht. Wenn die Richtung an einem Ende genau axial und an dem anderen Ende genau radial verläuft, überstreicht die Kurve 90°. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, daß die Kurve über einen Winkel von etwas weniger als 90°, beispielsweise 80°, verläuft, wobei die Tangente an einem Ende im wesentlich parallel zur Achse der Turbine verläuft, und das andere Ende der Kurve durch eine Kurve mit kleinerem Radius verbunden wird, die einen runden Rand an der Kante des Trichters bildet, über den das

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Garn auf seinem Weg von der Nut der Turbine läuft.

Obwohl der Maximalwert für den "äquivalenten Krümmungsradius" als nicht größer als das Anderthalbfache des Radius der Mundöffnung der Turbine definiert wurde, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, den Radius in Übereinstimmung mit der Länge der zu spinnenden Fasern auszuwählen. Grundsätzlich kann festgestellt werden, daß je länger die Pasern sind, desto größer wird der Kadius, und zwar bis zu dem vorstehend genannten Maximalwert. In anderen Worten kann gesagt werden, daß für einige kurze Fasern Werte vorteilhaft sind, die unter dem genannten Maximum liegen. Grundsätzlich ausgedrückt, kann gesagt werden, daß die besten Ergebnisse mit einem äquivalenten Krümmungsradius zwischen einem Drittel und zwei Drittel der Länge der zu verspinnenden Fasern erreicht wurden. Wesentlichere Bedeutung haben jedoch die oben genannten Grenzen im Rahmen der Definition für den äquivalenten Krümmungsradius.

Da das Garnabzugsteil in jedem Fall als getrenntes Bauteil ausgebildet ist, das in das Turbinengehäuse paßt, kann ein großer Bereich derartiger Teile für jedes Gehäuse zur Verfügung gestellt werden, wobei jedes Teil einen verschiedenen äquivalenten Krümmungsradius aufweist, um in Übereinstimmung mit der Länge der zu spinnenden Fasern eingesetzt zu werden.

Wie bereits erwähnt, ist die genaue Steuerung und Beeinflussung des Garnes unmittelbar nach seiner Herstellung von großer Wichtigkeit. Um den Spalt zwischen der Nut in der Turbine und dem Beginn der Kurve zu reduzieren, die die Berührungsfläche der Mundöffnung des Garnabzugsteiles definiert, ist der Durchmesser dieses Teiles vorzugsweise so groß wie praktisch möglich, d.h. nur wenig kleiner als der Durchmesser der Mundöffnung der Turbine. An dem Ausgangsende der Kurve,

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die die Berührungsfläche definiert, geht der trichterförmige Eintritt des Garnabzugsteiles vorzugsweise in ein Ausgangsrohr in Form einer Bohrung mit parallelen Seitenwänden über.

Das Garnabzugsteil kann in einen entsprechenden Sitz in dem Gehäuse der Turbine passen. Um die genaue Anordnung dieses Sitzes zu erleichtern, ist die äußere Oberfläche des Teiles vorzugsweise kegelstumpfförmig am Eintrittsende und in Form einer rohrförmigen Stange am Austrittsende ausgebildet. Diese Abschnitte der äußeren Oberfläche stimmen mit einer entsprechenden kegelstumpfförmigen Oberfläche, die zweckmäßig in einer Deckplatte des Gehäuses ausgebildet ist, und mit einer rohrförmigen Bohrung überein, die nach außen verläuft. Um die axialen Verhältnisse zwischen dem Rand der trichterförmigen Mundöffnung und der Nut in der Turbine einzustellen, ist es wünschenswert, daß das Garnabzugsteil einstellbar befestigt ist. Zu diesem Zweck wird die rohrförmige Stange des Teils in einer entsprechenden Bohrung in dem Gehäuse der Turbine derart festgeklemmt, daß eine axiale Einstellung möglich ist.

Wie bereits erwähnt, 1st eine mit Nuten, Rillen, Riffelungen oder anderen Unregelmäßigkeiten versehene Berührungsfläche für die Mundöffnung des Garnabzugsteiles denkbar, und diese Gestalt führt zu einer Verminderung der Reibung mit dem Garn. Eine derartige Gestaltung kann jedoch die Herstellung des Garnabzugsteiles schwieriger machen. Als Alternative oder zusätzlich ist es daher möglich, die Wand der trichterförmigen Mundöffnung des Garnabzugsteiles mit einem Material zu überziehen, dessen Oberfläche eine entsprechend niedrige Reibung aufweist. Dieses Merkmal ist grundsätzlich unabhängig von der wirklichen Gestalt der Wand der trichterförmigen Mundöffnung, und es kann vorteilhaft auch in Verbindung mit bereits bekannten Formen und Gestalten eingesetzt werden. Das

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iiberzugsmaterlal ist vorzugsweise ein verschleißfestes Material, so daß das Garnabzugsteil eine längere Lebensdauer aufweist und nicht häufig ersetzt oder mit einem neuen überzug versehen werden muß.

Ein verschleißfestes Überzugsmaterial mit niedriger Reibung, das .kürzlich entwickelt wurde, wird dadurch übertragen, daß es in die Flamme einer Plasmapistole eingeführt wird, die die Teilchen unmittelbar in Form von geschmolzenen Tropfen überträgt, die auf die zu überziehende Oberfläche gerichtet sind, wodurch ein gut haftender überzug hoher Dichte erzeugt wird. Materialien, die besonders für diesen Zweck geeignet sind, sind Aluminium und Chrombxyde, die sehr widerstandsfähig gegen Abrieb in Verbindung mit einer Oberfläche niedriger Reibung sind. Überzugsmaterialien mit noch größerer Zähigkeit können durch entsprechende Mischung aus Aluminium- und Titanoxyden erzeugt werden. Entsprechende überzüge können durch Hartverchromung oder durch Nickelplattierung mit anschließender Wärmebehandlung zum Härten erzeugt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Offen-End-Spinnvorrichtung weist eine Spinnturbine 1 auf, die in einem Gehäuse 2 mit einer Deckplatte 3 untergebracht ist, die einen Zugang zu dem Innenraum des Gehäuses 2 und zu der Turbine 1 beispielsweise zum Reinigen ermöglicht. Die Turbine 1 ist an dem Ende einer Welle 5 befestigt. Die Deckplatte 3 weist ein Faserzuführrohr 7 auf, durch das die Fasern der Turbine 1 von einer nicht gezeigten Lieferwalze zugeführt werden.

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Die Deckplatte 3 dient weiterhin als Lagerung für das Garnabzugsteil 10 mit einer trichterförmigen Mundöffnung 11,

ein
die in Axiales Rohr 13 übergeht, das in einem stangenförmigen Teil I¹I ausgebildet ist, das durch eine entsprechende Öffnung in der Deckplatte 3 verläuft. Das gesponnene Garn 15 läuft von der Wand der Turbine bei 16 an der Oberfläche 17 der trichterförmigen Mundöffnung 11 entlang zu dem Rohr 13. Nach dem*Verlassen des Rohres 13 läuft das Garn durch eine weiteres Rohr 18, das in einem getrennten Teil 25 ausgebildet ist. Dieses getrennte Teil 25 weist eine Vertiefung zur Aufnahme eines Vorsprunges der Stange 14 des Garnabzugsteiles auf, an dem es mit Hilfe einer Schraube 26 befestigt ist. Hierdurch ist das Teil 25 sowohl im Winkel als auch axial verstellbar.

Das Rohr 18 in dem Teil 25 ist zur Achse der Turbine 1 in einem Winkel von ungefähr 30°geneigt. Hierdurch tritt ein Richtungswechsel für das Garn 15 ungefähr in dem gleichen Winkel ein, woraufhin das Garn zu Aufnahmewalzen 19 und 20 läuft. Bedingt durch die versetzte Anordnung dieser Walzen tritt ein weiterer Ric hturpswechsel am Ausgangsende 29 des Rohres 18 ein. Dieser Richtungswechsel ist ungefähr doppelt so groß wie derjenige am Eintrittsende.

Die Oberfläche 17 der trichterförmigen Mundöffnung des Garnabzugsteiles 10 ist im wesentlichen durch einen Kreisbogen gebildet, der von einer axialen Richtung, an der er einen Übergang mit der Wand des axialen Rohres 13 bildet, in eine annähernd radiale Richtung am unteren Ende übergeht, an der er durch eine Kurve 30 mit sehr viel geringerem Radius verbunden ist, die einen abgerundeten Rand an der Kante des Trichters bildet. Es ist ersichtlich, daß der maximale Durch messer des Trichters des Teiles 10 nur wenig kleiner 1st als der minimale Durchmesser der Mundöffnung der Turbine bei 31,

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so daß nur eine sehr kurze Länge ungestützten Garnes zwischen dem Punkt 16 und dem Rand bei 30 vorhanden ist. Von diesem Punkt 30 an ist das Garn vollständig durch den Kreisbogen gestützt, der nahezu über einen Viertelkreis verläuft, bevor er in die Wand des Kohres 13 übergeht. Das Garn 15 ist vollständig über diese gesamte Distanz abgestützt, wodurch das Anhaften des Garnes verbessert wird, so daß es möglich ist, die übertragene Verdrehung zu verringern, ohne das entsprechende Risiko eines Garnbruches zu erhöhen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der äquivalente Krümmungsradius dieses Bogens, der mit dem wirklichen Radius identisch ist, da es sich um einen wirklichen Kreisbogen handelt, nahezu gleich dem Radius der Mundöffnung der Turbine. Wenn Fasern versponnen werden, die eine Länge zwischen 80 und 150 mm haben, liegt der wirkliche Radius dieses Bogens bei einer praktischen Ausführungsform bei 51 mm.

Bedingt durch die Tatsache, daß die Länge der Berührung zwischen dem Garn 15 und der Wand des Trichters beträchtlich größer ist, als bei bekannten Konstruktionen, werden auch größere Reibungskräfte erzeugt. Eine Möglichkeit, die Berührung zu vermindern, besteht in der Ausbildung einer unregelmäßigen oder unterbrochenen Oberfläche, beispielsweise durch Nuten oder Rillen, auf der Wand des Trichters über dem gewölbten Abschnitt, so daß - obwohl die Kurve, die die Berührungsoberfläche definiert, die gleiche ist - die Berührung nur in Intervallen stattfindet. Dieses ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Alternativ ist es möglich, bei einer nicht unterbrochenen Berührungsfläche, eine verschleißfeste Oberfläche mit niedriger* Reibung, wie vorstehend beschrieben, vorzusehen.

Wie bereits beschrieben, bildet die Deckplatte 3 eine Befestigung oder Lagerung für das Garnabzugsteil 10. Zu diesem Zweck sind die entsprechenden Oberflächen kegelstumpfförmig, wie bei 32 dargestellt. Die kegelstumpfförmige Oberfläche des

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Garnabzugsteiles 10 setzt sich in Form der rohrförmigen Stange 1*1 mit paralleler Wand fort. Obwohl In der gezeigten Stellung, in der die beiden kegelstumpfförmigen Oberflächen miteinander im Eingriff stehen, ist eine einzige Schraube erforderlich, um die beiden Teile, nämlich das Teil 25 und das Teil 10, in der eingestellten otellunp; zu halten. Eine zweite Klemmschraube 35 ist vorgesehen, um das Garnabzugsteil 10 unabhängig zu halten. Hierdurch ist es möglich, das Teil in Richtung nach unten, wie beim betrachten der Zeichnung deutlich wird, zu verstellen, wodurch die beiden kegelstumpf- förmigen Oberflächen voneinander getrennt werden und eine Verstellung des kritischen Abstandes zwischen dem Punkt 16 und dem Rand 30 des Teiles 10 möglich wird. Auch ist es durch diese Art der Verstellung des Garnabzuesteiles 10 möglich, dieses Teil vollständig herauszuziehen, so daß es durch ein entsprechendes Teil mit einem abweichenden Krümmungsradius für die Wand der Mundöffnun;r ersetzt werden kann, wenn es zum Spinnen von Pasern mit anderen Längen erforderlich wird. Hieraus folgt, daß, welche Fasern auch immer versponnen werden, das erzeugte Garn vollständig- abgestützt werden kann, ohne daß eine zusätzliche Reibung auftritt, wodurch schließlich ein einheitliches und volles Garn erzeugt wird.

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Claims

P a t e η t a η sp r ü c h e

1. Offen-End-Spinnvorrichtunt? mit einer Spinnturbine, die in einem Gehäuse befestigt ist und mit einem Garnabzugsteil, das ein Rohr koaxial zu der· Turbine aufweist, wobei eine trichterförmige Mundöffnung vorgesehen ist, deren Wand die Berührungsfläche für das abzuziehende Garn bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsfläche (17) eine grundsätzlich konvexe Form aufweist, die durch eine Kurve definiert ist, die zu-mindest annähernd einen Kreisbogen bildet und zumindest annähernd jrlatt ist sowie von einer im wesentlichen axialen Richtung am Ausp;ang;sende der Mundöffnung in eine im wesentlichen radiale Richtung in der Nähe der Nut (16) der Turbine (1) überseht, in der das Garn gebildet wird, wobei der äquivalente Krünmungsradlus (wie vorstehend definiert) zwischen der Hälfte und dem Anderthalbfachen des Radius der Mundöffnung der Turbine liegt.

2. Offen-End-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurve, die die Berührungsfläche (17) definiert in Form eines wirklichen Kreisbogens verläuft.

3. Offen-End-Splnnvorrichtung nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisbogen über einen Winkel von ungefähr 80 verläuft, wobei die Tangente an einem Ende im wesentlichen parallel zur Achse der Turbine (1) verläuft und das andere Ende des Kreisbogens mit einer Kurve (30) verbunden ist, deren Radius sehr viel kleiner ist und die einen angerundeten Rand an der Kante des Trichters bildet.

M. Offen-End-Spinnvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnete, daß der maximale Durchmesser des Garnabzugsteiles (10) nur geringfügig kleiner ist, als der Durchmesser der Mundöffnunp der Turbine (1).

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5. Offen-End-Spinnvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der trichterförmige Eintritt des Garnabzugstei les (IU) in ein Ausgangsrohr (13) in Form einer Bohrung mit parallelen .Zeitenwenden übergeht.

6. Offen-End-Spinnvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daft das Garnabzugsteil (10) im Verhältnis zu dem Gehäuse (?) verstellbar ist.

7. Offen-End-Spinnvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche des Garnabzugsteiles (10) am Eintrittsende kegelstumpfförmig ist und am Austrittsende die Form einer rohrförmigen Stange (14) annimnt.

8. Offen-End-Spinnvorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmig^ stange (1*0 in einer entsprechenden Bohrung in dem Gehäuse (3) der Turbine (1) derart feststellbar ist, daß das Garnabzugsteil (10) in Bezug auf das Gehäuse axial verstellbar ist.

9.. Offen-End-Spinnvorrichtung nach einen der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohr (13) durch das Garnabzugsteil (10) in ein Hohr (lB) übergeht, das zu der Achse der Turbine (1) geneigt iot.

10. Offen-End-Spinnvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das geneigte Hohr (18) in einem getrennten Teil (25) ausgebildet ist, das am Ausgangsende des Rohres (13) durch das Garnabzugsteil (10) befestigt ist.

11. Offen-End-Spinnvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das getrennte Teil (25) um die Achse

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der Turbine (1) im Winkel verstellbar ist.

12. Offen-End-Spinnvorrichtung nach Anspruch IO oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das getrennte Teil (25) axial verstellbar ist.

13. Offen-End-Spinnvorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 10 oder 8 und 10 in Verbindung mit 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange(l4) des Garnabzugsteiles (10) nach außen über das Gehäuse der Turbine (1) vorsteht und von einer Vertiefung in dem getrennten Teil (25) aufgenommen und in dieser festgeklemmt ist

14. Qarnabzugsteil zum Einsatz in einem üffen-End-Spinnverfahren zur Festlegung der Bahn für das Garn, wenn dieses von der Spinnturbine abgezogen wird, wobei eine trichterförmige Mundöffnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (17) der trichterförmigen Mundöffnung mit einem Material mit niedriger Reibung überzogen ist.

15. Garnabzugsteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugsmaterial außerdem verschleißfest ist.

16. Garnabzugsteil nach Anspruch I¹J oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der überzug aus einem geschmolzenen Pulver besteht, das durch eine Plasmapistole übertragen wird.

17·· Offen-End-Spinnvorrlchtunp; nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch das Garnabzuirsteil (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche I^ bis 16.

18. Verfahren zum Offen-End-Spinnen in Verbindung mit einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äquivalente Krümmungsradius zwischen einem Drittel und zwei Dritteln der Läntre der zu spinnenden Fasern liegt.

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