DE2826027A1

DE2826027A1 - Vorrichtung zur faseroeffnung bei offen-end-spinnvorrichtungen

Info

Publication number: DE2826027A1
Application number: DE19782826027
Authority: DE
Inventors: Reginald Mayman Blackburn
Original assignee: Platt Saco Lowell Ltd
Current assignee: Platt Saco Lowell Ltd
Priority date: 1977-06-22
Filing date: 1978-06-14
Publication date: 1979-01-18
Also published as: JPS5418937A; IT7824740A0; CH629856A5; US4169348A; FR2395337A1; GB1599882A; IT1096017B; ES471023A1

Description

PLATT SACO LOWELL LIMITED Holcombe Road, Helmshore Rossendale BB4 4NG, Lancashire/GB

Vorrichtung zur Faseröffnung bei Offen-End-Spinnvorrichtungen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Faseröffnung bei Offen-End-Spinnvorrichtungen_fmit einem Gehäuse, einer darin ausgebildeten, eine die Fasern haltende und führende Fläche definierenden Ausnehmung, in weichereine Öffnungswalze mit von ihrer Umfangsfläche vorragenden Zähnen drehbar gelagert ist, deren Zahnspitzen auf einer gedachten Zylinderfläche jeweils im gleichen Abstand von der die Fasern haltenden und führenden Fläche enden, wobei durch die Umfangsfläche der Öffnungswalze und die mit dieser zusammenwirkende, die Fasern haltende und führende Fläche ein Fasertransportkanal begrenzt ist.

Bei einem bekannten Offen-End-Spirinverfahren wird ein Faserband einer umlaufenden Öffnungswalze zugeführt, welche mit sägezahnähnlichen Zähnen versehen ist, die von einer Umfangsfläche der Öffnungswalze derart vorragen, daß sie die Fasern von dem Faserband abtrennen und öffnen. Die Fasern werden sodann auf der Umfangsfläche der Öffnungswalze zum Eingang eines Faserspeisekanales transportiert, durch den sie in das Innere eines Spinnrotors gefördert werden.

Die Öffnungswalze ist in einer kreisförmigen Ausnehmung, die ihrerseits in einem Gehäuse ausgebildet ist, drehbar gelagert. Der Durchmesser der Ausnehmung ist geringfügig größer als der Durchmesser der Öffnungswalze, gemessen über die Spitzen der Nadeln oder der sägezahnähnlichen Zähne.

809883/0683 ■ - 5 -

Die Umfangsfläche der Öffnungswalze ist normalerweise zylindrisch gestaltet; sie begrenzt mit der parallelen benachbarten Oberfläche der Ausnehmung und mit den Innenflächen von seitlichen Flanschen,die üblicherweise beidseitig der umfangsfläche vorgesehen sind, einen Fasertransportkanal rechteckiger Querschnittsgestalt. Derartige Anordnungen sind beispielsweise in der GB-PS 1 368 886 und der US-PS 4 058 965 beschrieben.

Im Betrieb hat sich nun gezeigt, daß ein Fasertransportkanal von rechteckiger Querschnittsgestalt keine optimalen Faseröffnungsbedingungen ergibt. Insbesondere hat sich herausgestellt, daß das Fasermaterial von dem Fasertransportkanal aus über die Flanschen hinweg in die seitlichen Spalte zwischen den Seitenflächen der Öffnungswalze und den benachbarten Oberflächen des Gehäuses wandern will. Die Ansammlung von Fasermaterial in diesen Spalten kann so groß werden, daß sie die Drehbewegung der Öffnungswalze behindert, mit der Folge, daß die Gefahr besteht, daß Teile der Öffnungswalze beschädigt und damit der Spinnvorgang unterbrochen werden.

In der GB-PS 1 333 526 ist eine öffnungsvorrichtung beschrieben, bei der das zugeführte Faserband durch eine erste Öffnungswalze geöffnet und sodann einer öffnung durch eine zweite Öffnungswalze unterzogen wird. In dieser Patentschrift (Fig. 10) sind verschiedene Formen der umfangsfläche der Öffnungswalze und der dieser benachbarten Oberfläche der Ausnehmung dargestellt, um damit entsprechend unterschiedliche Gestaltungen des Fasertransportkanales zu erzielen. So sind bei den Ausführungsformen nach Fig. 10c und 1Od die radialen Abstände zwischen der Umfangsfläche der Öffnungswalze und der benachbarten Oberfläche der Ausnehmung in der Mitte größer als an den Seiten. Die einzelnen Spitzen der die Fasern öffnenden Zähne oder Nadeln ragen von der

809383/0683 ,

— D —

Umfangsfläche jeweils um gleiche Beträge vor. Derartige Anordnungen wurden deshalb so ausgebildet, um einer übermäßigen Kämmwirkung vorzubeugen, welche zu einer Faserbeschädigung führen kann, die, wie in der Patentschrift näher erläutert, bei Fasertransportkanälen rechteckiger Querschnittsgestalt aufgetreten war.

Solche Anordnungen ergeben aber trotzdem keine einwandfreie Faseröffnung beim Offen-End-Spinnen. Der große, sich ändernde radiale Spalt zwischen den Zahnspitzen und der Oberfläche der Ausnehmung ergibt nämlich deshalb eine ungenügende Faseröffnung, weil die Fasern die Neigung haben, sich wegen der Zentrifugalkräfte an der Oberfläche der Ausnehmung zu sammeln, ohne daß sie durch die Zähne bearbeitet worden wären. Unter diesen Umständen besteht die Gefahr, daß die Fasern zu ballartigen Fasermassen zusammengerollt werden/ welche den Spinnvorgang unterbrechen oder zumindest die Fadeneigenschaften ungünstig beeinflussen, wenn sie auf die Fasersammeifläche des Spinnrotors kommen. Da bei dieser bekannten Vorrichtung außerdem keine Faserkontrolle vorhanden ist, kann das Problem des Abwanderns von Fasern aus dem Fasertransportkanal zu den Seiten der Öffnungswalze hin nicht gelöst werden.

Eine ähnliche Vorrichtung ist in der JA-OS 75-35138 beschrieben; sie soll der Faserbeschädigung abhelfen. Auch für diese Vorrichtung gelten aber die vorher erwähnten Nachteile, so daß auch sie unbefriedigend ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur öffnung der in einem Faserband zugeführten Fasern bei Offen-End-Spinnvorrichtungen zu schaffen, die wesentlich verbesserte Faseröffnungsbedingungen ergibt und insbesondere der Neigung des Fasermaterials entgegenwirkt, von dem Fasertransportkanal aus in die seitlichen Spalte zwischen den Seiten der Öffnungswalze und den benachbarten Oberflächen des Gehäuses abzuwanden.

8Ö9883/0683

_ "7 —

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erzeugende der ümfangsflache konkav ist und daß der radiale Abstand zwischen der Erzeugenden und der gedachten Zylinderfläche an einer zwischen den Endpunkten der Erzeugenden liegenden Stelle ein Maximum ist.

Die Öffnungswalze weist mit Vorteil einen seitlichen kreisförmigen Flansch an beiden Seiten ihrer ümfangsflache auf, wobei die Flanschen mit aufeinander zu weisenden Innenflächen die Breite des Fasertransportkanales begrenzen. Bei einer solchen Öffnungswalze kann die Erzeugende der ümfangsfläche durch einen von einem gemeinsamen Krümmungsradius abgeleiteten Kreisbogen gebildet sein, der sich zwischen den Innenflächen der Flanschen erstreckt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen .

In der Zeichnung sind Aüsführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Faseröffnungsvorriehtun gemäß der Erfindung für eine Offen-End-Spinnvorrichtung/mit abgenommenem Deckel/in schematischer Darstellung unter Veranschaulichung der Faseröffnungselemente,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie II-II der Fig. 1, in einer Seitenansicht,

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie III-III der Fig. 1,in einer Seitenansichten einem anderen Maßstab und im Ausschnitt und

Fig.4, die Anordnung nach Fig. 3 unter Veranschaulichung je-

ζ TI (y

weils unterschiedlicher Gestaltungen des Fasertransportkanals, in entsprechenden Darstellungen.

809883/0683

Aus der Zeichnung ist zu ersehen, daß ein Gehäuse 1 einen Innenraum 2 umschließt, in dem eine umlaufende Faserband-Speisewalze 3, ein Muldenhebel 4 und eine umlaufende Öffnungswalze 5 angeordnet sind. Der Gehäuseinnenraum 2 weist einen ersten kreisförmig gekrümmten Teil 6 auf, der derart ausgebildet ist, daß er die Umfangsfläche der Speisewalze 3 teilweise konzentrisch umschließt. Außerdem ist er mit einem kreisförmig gekrümmten Teil 7 ausgebildet, durch den die Öffnungswalze 5 teilweise konzentrisch umschlossen ist. Der Muldenhebel 4 ist mit einer gekrümmten/die Fasern haltenden Fläche 8 versehen, die in der Nähe des Außenumfangs der Öffnungswalze 5 verläuft und derart gekrümmt ist, daß sie konzentrisch dazu verläuft. Die die Fasern haltende Fläche 8 und der kreisförmige Teil 7 des Gehäuseinnenraums bilden damit eine Ausnehmung, die die Öffnungswalze 5 fast vollständig umschließt. Der Muldenhebel 4 ist durch eine Feder 9 elastisch gegen die Speisewalze 3 vorgespannt, derart, daß er mit dieser eine ein Faserband fördernde Klemmstelle ausbildet, wobei der Muldenhebel 4 derart gelagert ist, daß die die Fasern haltende Fläche 8 sich lediglich auf einem konzentrisch zu ^em Außendurchmesser der Öffnungswalze 5 verlaufenden Weg bewegen kann. Die Einzelheiten einer geeigneten Lagerung des Muldenhebels 4 sind in der GB-PS 1 368 886 beschrieben. Ein Faserauslaßkanal 10 stellt eine Verbindung zwischen dem Gehäuseinnenraum 2 und einem nicht weiter dargestellten Faserzufuhrkanal her, der dazu dient, die Fasern einem ebenfalls nicht dargestellten Spinnrotor zuzuführen. An dem Gehäuse 1 ist ein Deckel befestigt, welcher den Gehäuseinnenraum 2, die Faserband-Speisewalze 3, den Muldenhebel 4 und die Öffnungswalze 5 abdeckt.

Wie insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen, ist die Öffnungswalze 5 drehfest auf das Ende einer Welle 12 aufgesetzt, welche in Lagern 13 drehbar gelagert ist, von denen lediglich eines dargestellt ist. Die Welle 12 ragt von dem Gehäuse 1 aus nach hinten, wo sie mit einem nicht dargestellten

809883/0683

Antriebsriemen in Eingriff steht, von dem die Drehbewegung der Öffnungswalze 5 abgeleitet ist. Fig. 3 zeigt, daß die Öffnungswalze 5 auf beiden Seiten jeweils mit einem Flansch 14 versehen ist, von denen jeder eine innere Fläche 15 und eine äußere Fläche 16 aufweist. Die äußere Fläche 16 eines Flansches 14 begrenzt mit der benachbarten Fläche des Gehäuses 1 und dem Deckel 11 jeweils einen kleinen seitlichen Spalt 17 bzw. 18. Zwischen den inneren Flächen 15 der Flanschen 14 erstreckt sich eine Umfanqsflache 19, von der eine Anzahl Nadeln vorragen, welche die Faseröffnungszähne bilden. Die Nadeln 20 erstrecken sich in der in der US-PS 4 058 965 erläuterten Weise durch die Umfangsflache 19 in einen Kanal, welcher von den Innenflächen 15 und der Umfangsflache 19 begrenzt ist. Jede der Spitzen der Nadeln 20 endet in einer gedachten Zylinderfläche, die durch eine parallel zu der Drehachse der Öffnungswalze 5 verlaufende Gerade erzeugt ist, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß der Durchmesser der gedachten zylindrischen Fläche mit dem Außendurchmesser der Flanschen 14 zusammenfällt, so daß die Nadelspitzen jeweils im gleichen Abstand von der die Fasern haltenden Fläche 8 stehen. Der Radius der Flanschen 14 ist jeweils geringfügig kleiner als der Radius der die Fasern haltenden Fläche 8, so daß ein Fasertransportkanal 21 ausgebildet wird, der von der die Fasern haltenden Fläche 8, der Umfangsflache 19 sowie auf beiden Seiten in Achsrichtung durch die Innenflächen 15 der Flanschen 14 begrenzt ist.

Im Betrieb wird ein Faserband S durch die zwischen der umlaufenden Speisewalze 3 und dem Muldenhebel 4 vorhandene Klemmstelle in den Weg der von der Umfangsflache 19 der umlaufenden Öffnungswalze 5 vorragenden Nadeln eingespeist. Die Fasern werden sodann aus dem Faserband S herausgelöst und von der Öffnungswalze 5 durch den Fasertransportkanal gefördert. Von der Öffnungswalze 5 werden die Fasern am Eingang des Faserauslaßkanales 10 abgenommen, durch den sie

809883/0683

- 10 -

sodann im geöffneten Zustand zu dem Spinnrotor transportiert werden, wo sie gesammelt und zu einem Faden versponnen werden.

Es wurde nun gefunden, daß sich wesentliche Verbesserungen sowohl des SpinnVorganges als auch der Fadeneigenschaften dadurch erzielen lassen, daß die Gestalt des Fasertransportkanales 21 verändert wird, und zwar so, daß der radiale Abstand zwischen der Umfangsflache 19 und der die Fasern haltenden Fläche 8 an einer zwischen den Innenflächen 15 der Flanschen 14 liegenden Stelle ein Maximum ist.

Wie insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen, ist die Erzeugende der Umfangsflache 19 konkav; ihr Krümmungsradius R3 ist derart gewählt, daß sich ein sanfter Bogen zwischen den Innenflächen 15 der Flanschen 14 ergibt. Der Krümmungsradius R3 dieses Bogens ergibt eine Sehnentiefe D von 0,5 mm bei einer Sehnenlänge, d.h. einer Breite der umfangsflache von etwa 23 mm. Die Sehnentiefe übersteigt vorzugsweise nicht 1,5 mm. Damit wird ein Fasertransportkanal 21 ausgebildet, dessen Tiefe, d.h. der radiale Abstand zwischen der Umfangsflache 19 und der die Fasern haltenden Fläche 8 von den Seiten aus zu einem mittleren Teil des Fasertransportkanales hin zunimmt.

Die die Spitzen der Zähne oder Nadeln 20 enthaltende gedachte Zylinderfläche steht in einem Abstand in der Größenordnung von 0,15 mm von der benachbarten, die Fasern haltenden Fläche 8, so daß die Zähne oder Nadeln 20 über die gesamte Länge der Öffnungswalze eng mit der die Fasern haltenden Fläche 8 im Sinne der Öffnung und Förderung der Fasern zusammenwirken. Auf diese Weise wird auch die Bildung von Noppen, die von einem Einrollen der Fasern zwischen den Nadeln oder Zähnen 20 und der die Fasern haltenden Fläche herrühren, verhütet. Wesentlich für die Ausbildung der Faseröffnungszone ist es, einen engen Spalt zwischen den Spitzen der Zähne oder Nadeln 20 und der die Fasern haltenden Fläche

809883/0683

- 11 -

einzuhalten. Es hat sich herausgestellt, daß, wenn die Spaltbreite 0,16 mm übersteigt, die Qualität des Offenend-gesponnenen Fadens sich verschlechtert.

Die die Fasern haltende Fläche 8 muß naturgemäß nicht an dem Muldenhebel 4 ausgebildet sein; sie könnte auch als Teil des Gehäuses 1 vorgesehen sein.

Im Betrieb hat sich gezeigt, daß die Erfindung zu einer besseren Faseröffnung führt und daß gleichzeitig die Neigung der Fasern von dem Fasertransportkanal 21 aus in die seitlichen Spalte 17, 18 einzuwandern, wesentlich herabgesetzt

Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen alternative Ausführungsformen der Umfangsfläche der Öffnungswalze 5, derart, daß der Abstand zwischen der Umfangsflache 19 und der die Fasern haltenden Fläche 8 in deren Mitte ein Maximum aufweist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 weist die Erzeugende der Umfangsflache einen gekrümmten mittigen Bereich 23 auf, dessen Krümmungsradius R3 gleich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist. Dieser mittlere Bereich 23 ist an die Innenflächen 15 der Flanschen 14 durch gekrümmte Seitenbereiche angeschlossen, deren Krümmungsradius R4 kleiner als der Krümmungsradius R3 des mittleren Bereiches 23 ist. Der Kanal, in den die Nadeln oder Zähne 20 ragen, ist deshalb durch eine glatte kontinuierliche Fläche begrenzt, welche keine scharfen Ecken aufweist, die im Betrieb Stellen der Faseransammlung bilden würden. Bei der Ausführungsform nach Fig. ist die Erzeugende der Umfangsflache 25 vollständig durch einen Kreisbogen mit einem Krümmungsradius R5 gebildet. Der Bogen erstreckt sich zwischen dem Außendurchmesser der Flanschen 14,derart, daß seine Sehne mit der gedachten Zylinderfläche zusammenfällt, welche die Spitzen der Nadeln öder Zähne 20 enthält. Der Kanal, in den die Nadeln oder

809883/0683

- 12 -

~ 1 ' ■·

Zär.ae 20 ragen, ist viecerun ;?urc;i eine Kontinuierliche glatte Flache begrenze, welche keine schax-fen Ecken aufweist,

Bei dez Ausfühlungsfern' na~h I-iq, 6 weist; die Erzeugende der Unfangsflächü 25 ilnca geraden mittleren Bereich 27 auf, der parallel zn dtr Γ-rehachsv der Öffnungswalze 5 verläuft. Dieser mittlere Bereich 27 ist an die Innenflächen 15 durch schräge seitliche Bereiche 2 8 angeschlossen.

809883/0683

L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Faseröffnung bei Offen-End-Spinnvorrichtungen mit einem Gehäuse, einer darin ausgebildeten, eine die Fasern haltende und führende Fläche definierenden Ausnehmung, in welchereine Öffnungswalze mit von ihrer Umfangsflache vorragenden Zähnen drehbar gelagert ist, deren Zahnspitzen auf einer gedachten Zylinderfläche jeweils im gleichen Abstand von der die Fasern haltenden und führenden Fläche enden, wobei durch die umfangsflache der Öffnungswalze und die mit dieser zusammenwirkende, die Fasern haltende und führende Fläche ein Fasertransportkanal begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende (19, 23, 25, 26) der Umfangsfläche (19; 23, 24; 25, 26) konkav ist und daß der radiale Abstand zwischen der Erzeugenden und der gedachten Zylinderfläche an einer zwischen den Endpunkten der Erzeugenden liegenden Stelle ein Maximum ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Öffnungswalze,

die beidseitig ihrer umfangsfläche seitliche kreisförmige Flanschen aufweist, welche mit ihren aufeinander zu weisenden Innenflächen die Breite des Fasertransportkanales bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende der Umfangsflache (19) aus einem von einem gemeinsamen Krümmungsradius (R3) abgeleiteten Bogen besteht, der sich zwischen den Innenseiten (15) der Flanschen (14) erstreckt.

809883/0683

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen eine Sehnentiefe (D) von weniger als 1,5 nun aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen eine Sehnentiefe (D) von 0,5 mm aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, deren Öffnungswalze beidseitig ihrer ümfangsfläche seitliche kreisförmige Flanschen aufweist, welche mit aufeinander zu weisenden Innenflächen die Breite des Fasertransportkanales bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende der ümfangsflache einen gebogenen mittleren Bereich (23) mit einem ersten Krümmungsradius (R3) aufweist, welcher auf beiden Seiten in die Innenflächen (15) jeweils mit einem seitlichen Bogenbereich (24) übergeht, der jeweils einen zweiten Krümmungsradius (R4) aufweist, und daß der zweite Krümmungsradius (R4) kleiner als der erste Krümmungsradius (R3) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, deren Öffnungswalze auf beiden Seiten der ümfangsflache jeweils einen seitlichen kreisförmigen Flansch aufweist, dessen Durchmesser mit dem Durchmesser der gedachten Zylinderfläche zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende der ümfangsflache (25) durch einen Kreisbogen gebildet ist, dessen Sehne mit der Erzeugenden der gedachten Zylinderflache zusammenfällt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, deren Öffnungswalze beidseitig ihrer ümfangsfläche seitliche kreisförmige Flanschen aufweist, welche mit aufeinander zu weisenden Innenflächen die Breite des Fasertransportkanales bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende der ümfangsfläche (26) einen geradlinigen mittleren Bereich (27) aufweist, der parallel zu der Drehachse der öff-

809883/0683

nungswalze verläuft und beidseitig durch schräg geneigte seitliche Bereiche (28) an die Innenflächen (15) angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der Zähne (20) jeweils im gleichen Abstand von der die Fasern haltenden und führenden Fläche (8) enden und daß dieser Abstand kleiner als 0,16 mm ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gleiche Abstand der Zahnspitzen von der die Fasern haltenden und führenden Fläche (8) 0,15 mm beträgt.

809883/0683