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Offenend-Rotor-Spinnvorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Offenend-Rotor-Spinnvorrichtung mit einem
Rotor, bei dem Faserzufuhr und Fadenabzug gegen huber dem Rotorboden angeordnet
sind. Außerdem weist der Rotor eine kegelmantelartige, sich nach außen verjungende
Faserrutschfläche auf, an deren innerem Ende eine Fasersammelrille ausgearbeitet
ist. Diese Fasersammelrille ist nach innen begrenzt durch die gedachte Verlängerung
der Faserrutschfläche und durch mindestens zwei in den Rotor eingearbeitete Wandflächen,
die dort, wo sie aneinanderstoßen, den Rillengrund bilden, der somit auf dem größten
Umfang der Fasersammelrille liegt. In der weiter unten stehenden Beschreibung zu
Fig. 1 und in der Zeichnung Fig. 1 selber ist die Lage der Fasersammelrille noch
eingehender erläutert.
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Bei derartigen Spinnvorrichtungen werden also die Fasern an der Seite
zugeführt, an der auch der gesponnene Faden abgezogen wird. Die einzeln zugeführten
Fasern werden auf die Rutschfläche des Rotors gespeist. Durch die Wirkung der Fliehkraft
rutschen die Fasern in die Fasersammelrille, die einen eng begrenzten, sich am weitesten
radial nach außen erstreckenden Bezirk, den Rillengrund, aufweist, in dem die Fasern
besonders kompakt liegen. Ist die Fasersammelrille zum Beispiel im Axialschnitt
durch den Rotor dreieckförmig ausgearbeitet, stellt sich dieser Bezirk als ein Eckpunkt
des Dreiecks dar. Ihm gegenüber liegt dann die sich als
gerade Linie
darstellende Verlängerung der Faserrutschfläche. Im Schnitt ist die Fasersammelrille
also in diesem Fall von den drei Seite eines Dreiecks begrenzt.
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Die Fasersammelrille muß nicht unbedingt im Axialschnitt die Form
eines Dreiecks haben. Die in die Faserrutschfläche eingearbeiteten Ausnehmungen
können auch einen geschweiften Verlauf, zum Beispiel als Teil einer Ellipse, Hyperbel,
Parabel oder eines Kreises nehmen, jedoch ist dort, wo zwei Flächen zusammenstoßen,
immer der erwähnte ringförmige, sich am weitesten radial erstreckende Bezirk, der
Rillengrund, vorhanden.
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Bei den bekannten Spinnvorrichtungen treten am gesponnen Faden immer
wieder zwei Arten von Fehlern auf. Bei schmalen Fasersammelrillen setzen sich leicht
Schalenteile und Schmutzpartikel fest, die das Einbinden der Fasern stören.
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Es kommt dann zu Fadenbrüchen oder zu periodischen Fehlerstellen im
Garn. Bei weiter geöffneten Fasersammelrillen kommt es vor, daß der Faden den Schmutzteilchen
ausweicht, so daß diese Teile ebenfalls nicht in den Faden eingebunden werden und
den Ausgangspunkt für größere Schmutzansammlungen bilden, die dann ebenfalls zu
periodischen Fehlerstellen führen, bis eine Ansammlung von Schmutzteilchen schließlich
doch einmal eingebunden wird. Hier können eine zeitlang periodische Fehlerstellen
im Garn vorhanden sein, dann wieder verschwinden, später wieder auftreten und so
weiter.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Einbinden von Schmutzpartikeln
und Kurzfasern in den Faden zu erleichtern und Einbindestörungen, periodische Fehlerstellen
und Fadenbrüche auf ein Minimum zu reduzieren. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch
1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Ansprechen
2 bis 7 beschrieben. Bei der erfindungsgemäßen
Anordnung der Fasersammelrille gleiten die Fasern entlang der Faserrutschfläche
sehr schnell in die Fasersammelrille und legen sich wegen der an die Rutschfläche
anschließenden steileren Rillenwand im wesentlichen übereinander, obwohl die Fasersammelrille
selbst einen großen Offnungswinkel haben kann. Die enge Formierung der Fasern in
der Rille ergibt eine bessere Reißfestigkeit des gesponnenen Garns, als es bisher
der Fall war. Feinstaub und Schalenteile fallen wegen der verhältnismäßig steilen
Rillenwand auf bereits abgelegte Fasern und werden besser eingebunden. Das Bilden
einer glatteren Fadenstruktur und das Einbinden von Feinstaub wird dadurch unterstützt,
daß der Faden aufgrund seiner Rotation gegen die steilere Wand der Fasersammelrille
läuft und von dieser Wand sicher gehalten wird, so daß er eventuell mit den Fasern.
zugeführten Schmutzteilchen nicht ausweichen kann, sondern gezwungen ist, sie einzubinden.
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Ein besonderer Vorteil ergibt sich noch durch den bis zum Rotorboden
reichenden Einsatzring nach den Ansprüchen 5 bis 7.
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Hier ist ein Einsatz geschaffen worden, der keine Hinterschneidung
hat. Damit wurde es erstmalig möglich, für den Rotor mit einfachen Preßwerkzeugen
einen Einsatz aus Sinterkeramik oder ähnlichem Material zu pressen, bei dem die
Rillenform fertig gepreßt ist und nicht nachträglich nachgearbeitet werden muß.
Damit entfallen alle Nachteile, die durch das nachträgliche Bearbeiten sehr harter
Materialien entstehen würden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
Anhand dieser Ausführungsbeispiele wird die Erfindung in den folgenden Textabschnitten
noch weiter erläutert und beschrieben.
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Fig. 1 zeigt im Schnitt die prinzipielle Anordnung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
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Fig. 2 zeigt einen Teilausschnitt des Rotors einer weiteren Vorrichtung.
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Die Fig. 3 bis 5 zeigen im Schnitt unterschiedliche Ausführungsformen.
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Fig. 6 und 7 dienen der Erläuterung der Fadenbildung.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel erkennt man in Fig. 1 eine Offenend-Rotor-Spinnvorrichtung
11 mit einem Gehäuse 12, das durch einen Deckel 13 abgedichtet ist. Im Gehäuse 12
ist ein als hohler Drehkörper ausgebildeter Rotor 14 angeordnet, der mit einer Antriebswelle
15 versehen ist. Der Deckel 13 trägt eine in das Rotorinnere 16 hineinragende Faserzufuhrvorrichtung
17. Genau genommen ragt von der Faserzufuhrvorrichtung 17 nur der Faserkanal 18
in das Rotorinnere. Außerdem trägt der Deckel 13 eine Fadenabzugsdüse 19, die in
der verlängerten Rotorachse 20 ebenfalls in das Rotorinnere hineinragt.
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An die Fadenabzugsdüse 19 schließt sich nach außen eine Bohrung 21
und ein gebogenes Rohr 22 an.
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Der Rotor 14 weist eine kegelmantelartige, sich nach außen verjüngende
Faserrutschfläche 23 auf. Die gedachte Verlängerung der Faserrutschfläche 23 ist
mit 23a bezeichnet. Am inneren Ende der Faserrutschfläche ist eine von ihrer gedachten
Verlängerung 23a sich radial nach außen erstreckende Fasersammelrille 24 ausgearbeitet.
Die Fasersammelrille 24 ist von der gedachten Verlängerung 23a der Faserrutschfläche
23 und von zwei leicht kugeligen Flächen 25 und 26 begrenzt.
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Dort, wo die beiden Flächen 25 und 26 zusammenstoßen, ist ein ringförmiger,
sich am weitesten radial nach außen erstreckender Bezirk, der Rillengrund 27, vorhanden,
indcm sich die gesammelten Fasern besonders konzentrieren. Dieser Bezirk stellt
sich in der Zeichnung Fig. 1 als eine Linie und an der Schnittfläche als ein Punkt
dar.
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Die Fasersammelrille 24 ist so bemessen und der Rillen grund 27 ist
so angeordnet, daß die Spitze 28 eines vom Rillengrund 27 ausgehenden die Pasersammelrille
24 in zwei volumengleiche Teile teilenden gedachten Kegelmantels 29 sich entgegengesetzt
zu der durch einen Pfeils 30 angedeuteten Fadenabzugsrichtung der Fadenabsaugdüse
19 erstreckt.
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Die Spitze 28 ist somit entgegengesetzt zur Fadenabzugsrlchtung gerichtet.
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Eine volumengleiche Teilung der Fasersammelrille 24 wird ungefähr
erhalten, wenn man, jetzt einmal zweidimensional betrachtet, gemäß Fig. 1 den zwischen
den Punkten a und b gelegenen Abschnitt der Linie 23a halbiert und die Projektion
des Kegelmantels 29 die vom Punkt c ausgehende Seitenhalbie rende der genannten
Strecke ist. Nach dieser Bemessungsregel erhält man eine genau volumengleiche Teilung
der Fasersammelrille dann, wenn die Flächen der Fasersammelrille sich im Schnitt
als Dreieckseiten darstellen.
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Der in Richtung des Pfeils 30 abgezogene Faden 31 trifft nur in der
Fasersammelrille 24 mit dem gedachten Kegelmantel 29 zusammen, entfernt sich aber
dann zunehmeM davon. Dieses Divergieren des Fadens 31 vom Kegelmantel 29 wird als
Maßstab für die Güte des Fadenabzugs betrachtet. Divergiert der Faden nur wenig,
ist die Qualität des Fadenabzugs nicht so gut, als wenn er stärker vom gedachten
Kegelmantel 29 divergiert.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 2 ist die
Fasersammelrille 35 von Kegelmantelflächen 33, 34 begrenzt. Im Adalschnitt durch
den Rotor 32 liegt der von den Kegelmantelflächen 33, 34 der Fasersammelrille 35
eingeschlossene Winkel A zwischen 60 Grad und 120 Grad. Seine Winkelhalbierende
H
ist gegen den Rotorboden 36 geneigt. Diese Ausbildung der Fasersammelrille ist besonders
günstig und einfach. Hier liegt im Axialschnitt der von der Faserrutschfläche 37
und der anschließenden Kegelmantelfläche 33 eingeschlossene Winkel B zwischen 115
Grad und 145 Grad.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 muß hier besonders behandelt
werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der die Faserrutschfläche 38 und die
Fasersammelrille 39 enthaltende Teil des Rotors 40 als ein rotationssymmetrischer,
bis zum Rotorboden 41 reichender Einsatzring 42 ausgebildet. Die an den Rotorboden
41 angrenzende Innenfläche 43 des Einsatzringes ist als Zylindermantelfläche ausgebildet.
Der Einsatzring selbst besteht aus Sinterkeramik, einem Werkstoff hoher Formbeständigkeit
und Abriebsfestigkeit. Der Einsatzring ist in den Rotor 40 eingepreßt. Bereits bei
der Herstellung des Einsatzringes durch Pressen sind alle Flächen maßhaltig gestaltet
worden. Der Einsatzring brauchte nicht nachgearbeitet zu werden. Der Rillengrund
liegt hier an der Berührungslinie der Innenfläche 43 mit der an die Faserrutschfläche
anschließenden Fläche 43a.
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In Fig. 3 ist dargestellt, wie der in einem erfindungsgemäßv gestalteten
Rotor 44 gebildete gedrehte Faden 5 durch die in dem Deckel 46 angeordnete Fadenabzugsdüse
47 geführt ist.
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Man erkennt, daß der Faden 45 den Rotorboden 48 nicht berührt.
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In Fig. 5 erkennt man, wie sich Fasern 49 und Feinstaubteile in die
Fasersammelrille 5G eines erfindun-gsgemäß gestalteten Rotors 51 übereinanderlegen.
Die- Fasern bauen sich etwas höher gegen die Wand 52 der Fasersammelrille 50 au£,
wodurch eine bessere Einbindung der Fasern und auch der Verunreinigungen erzielt
wird.
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In den Fig. 6 und 7 ist dargestellt, wie sich in einem erfindungsgemäß
gestalteten Rotor 53 ein mit Z-Drehung versehener Faden 54 bildet. Die Abrollrichtungen
des Fadens sind durch gebogene Pfeile bezeichnet. Man erkennt, daß der Faden in
der Fasersammelrille 55 gegen die obere, steilere Wand 56 rollt, was der Fadenstruktur,
der Fadenfestigkeit und der Einbindung der Fasern zugute kommt.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sofern die Fasersammelrille von Kegelmantelflächen begrenzt ist, bildet
die Winkelhalbierende des öffnungswinkels dieser Kegelmantelflächenmit dem Rotorboden
üblicherweise einen Winkel zwischen 1 Grad und 45 Grad. Ist dieser Winkel kleiner
oder größer, liegen mit Sicherheit keine optimalen Spinnvoraussetzungen vor.
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Die im Anspruch 2 erwähnten Grenzfälle der Kegelmantelflächen sind
die Zylindermantelfläche und die Scheibe. Demgemäß kann die an die Faserrutschfläche
anschließende Fläche der Fasersammelrille scheibenförmig und die andere Fläche zylindermantelförmig
sein. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die eine Fläche 43 zylindermantelförmig,
die andere Fläche 43a noch nicht ganz, aber doch schon beinahe scheibenförmig