DE3018474C2 - Rotor in einer Offen-End-Spinnmaschine - Google Patents

Description

45

50

tut :■

, l Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotor in einer '■"■ Offen-End-Spinnmaschine gemäß dem Oberbegriff des 'Patentanspruchs 1.

Bei Offen-End-Spinnmaschinen werden die Fasern im *'\! "'aufgelösten Zustand in den Rotor eingeführt, wobei die _, ^Kj'mFt den Fasern vermischten Verunreinigungen in den ^f.''^J'^;ilß.otor gelangen. Grundsätzlich können die Verunreini-'i|^{n s}güngen nur schwierig mit den Fasern vermischt werden, "''■ ' so daß sich diese in der Fasersammelrille des Rotors ^ 'ablagern, was nicht zuletzt an den unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften der Verunreinigungen uhadefFäsefniliegt.'Die!Verunreinigungenhabennäm-TichiW-ai^mejneyiine^gfoBefeiyafee-als die Fasern, l^so daß sich diese durch die auftretende Zentrifugalkraft "^Oi" in die Fasersammelrille bewegen. Diese in der Faser-■°^m' sammelrille angelagerten Verunreinigungen führen zu

Unregelmäßigkeiten und Qualitätsverlusten beim gesponnenen FadenifUgd^moglicVierWeise zu Fadenbrüchen, insbesondere bei großen Spinngeschwindigkeiten. Dies liegt teilweise an einem Verlust an Verdrillung des gesponnenen Fadens aufgrund der in der Fasersammelrille angelagerten Verunreinigungen.

Zur Lösung dieser Problematik wurden verschiedene Lösungen hinsichtlich des Aufbaus des Rotors vorgeschlagen. So zeigt die DE-OS 26 12 107 in FLg.^ einen Rotor, bei dem die zum geschlossenen Ende des Rotors weisende Fläche der Fasersammelrille. genau in 4er Rotationsebene liegt und das untere Ende des Fadenabzugsrohres in Richtung auf das geschlossene Ende des Rotors unterhalb dieser Ebene angeordnet ist, so daß der aus der Fasersammelrille abgezogene Faden auf der genannten Fläche der Fasersammelrille zu liegen kommt und am Ende derselben eine leichte Ablenkung zum geschlossenen Erde des Rotors erfährt Obwohl dieser Rotor die Ansammlung von Verunreinigungen auf ein relativ niedriges Niveau reduzieren kann, ergibt sich bei dieser Lösung der Nachteil, daß, wenn die Fasern in den Faden eingedreht werden, dieser in erheblichem Reibkcjitakt mit der genannten Fläche der Fasersammelrille stehen muß und daher einem starken Abreibungswiderstand unterliegt, woraus eine erhöhte Fadenbruchgefahr und die Erzeugung eines flauschigen Fadens resultiert

Aus der CH-PS 4 57 218 ist es bekannt, zur Erhöhung der Festigkeit des gesponnenen Fadens die zum geschlossenen Ende des Rotors hinweisende Grenzfläche der Fasersammelrille so auszurichten, daß diese zur Bildung einer Berührungsfläche mit dem abgezogenen Faden eine Ebene bildet, die in Richtung auf das offene Ende des Rotors oberhalb der durch den Grund der Fasersammelrille verlaufenden Rotationsebene liegt. Der Winkel dieser Ebene zur Rotationsebene steht dabei in einem bestimmten Verhältnis zur Fadenabzugsebene des gesponnenen Fadens aus der Fasersammelrille durch das Fadenabzugsrohr. Allerdings erfährt auch hier der abgezogene Faden eine sehr wesentliche Ablenkung auf dem Weg aus dem Grund der Fasersammelrille zum unteren Rand des Fadenabzugsrohres.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, unter Vermeidung einer Fadenbruchgefahr und der Erzeugung eines flauschigen Fadens eine verbesserte Selbstreinigungswirkung zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Diese Lösung beinhaltet im wesentlichen drei Merkmale. Zum einen die bestimmte Winkeldifferenz, zum anderen die Lage des unteren Randes des Fadenabzugsrohres und schließlich die besondere Ausrichtung des Faserführungsabschnittes in Richtung der Seite des offenen Endes des Rotors außerhalb der Rotationsebene des Bereiches maximalen Durchmessers der Fasersammelrille.

Das zweitgenannte Merkmal führt bei der besonderen Zuordnung des ersten und zweiten Fasergleitabschnittes zu einer Verkleinerung des öffnungswinkels der Fasersammelrille. Dies führt im Zusammenhang mit der besonderen Winkeldifferenz dazu, daß im wesentlichen kein Freiraum zwischen dem verdrillten Faden.und dem Fadenführungsabschnitt besteht und somit der »Einroll«-Grad der Verunreinigungen wesentlich verbessert werden kann. Dabei ist davon auszugehen, daß der den Winkel tf bestimmende Fadenführungsabschnitt der Bodenfläche des Rotors im wesentlichen in derselben Richtung verläuft wie die Fadenabzugsrichtung.

Dabei soll der Faden im wesentlichen keine Ablenkung enahren. Dadurch ist es möglich, ohne Erzeugung eines 'flauschigen Fadens mit geringer Fadenbruchgefahr bei hohen Spinngeschwindigkeiten, eine weiter verbesserte Selbstreinigungswirkung zu erzielen.

Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die genannte Winkeldifferenz 0 ist.

Schließlich werden weiterhin verbesserte Ergebnisse erzielt, wenn zusätzlich zu diesen Losungsmerkmalen sich die Winke! u und β in den in Anspruch 3 angegebenen Größenverhältnissen bewegen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Schnittansicht mit der Darstellung eines Beispiels eines bekannten Rotors,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht mit der Darstellung der Geometrie eines Rotors gemäß der Erfindung,

F i g. 3 eine schematische Ansicht eines Rotors gemäß der Erfindung, mit dem Betriebsversuche durchgeführt wurden,

F i g. 4 und 5 grafische Darstellungen der Versuchsergebnisse mit dem bekannten Rotor gemäß F i g. 1 und mit der Erläuterung der jeweiligen Veränderungen der Reißkraft des Fadens in Längsrichtung und die Menge der angesammelten Verunreinigungen, wenn sich der Winkel (ß + y) ändert, und

F i g. 6 und 7 grafische Darstellungen, jeweils entsprechend F i g. 4 und 5, mit der Darstellung der Versuchsergebnisse, die mit dem Rotor gemäß F i g. 3 erzielt wurden.

In F i g. 1 ist ein für Vergleichsversuche herangezogener bekannter Rotor dargestellt, welcher eine Innenfläche 3 mit einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 1 aufweist. Dieser kegelstumpfförmige Abschnitt 1 verläuft nach unten und nach außen. Ein zweiter kegelstumpfförmiger Abschnitt 2 verläuft nach oben und nach außen zur Ausbildung einer V-förmigen Fasersammeirille 4 in Verbindung mit dem ersten Abschnitt 1. Da bei diesem Rotor eine große Differenz zwischen den Winkeln oc und β besteht, die der erste und zweite Fasergleitabschnitt la und Xb jeweils mit der Rotationsebene des Rotors bilden, unterliegen die zunächst dem ersten Fasergleitabschnitt la zugeführten Einzelfasern, wenn sie den Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt la und ib erreichen und zum zweiten Fasergleitabschnitt \b überführt werden, einem plötzlichen Wechsel der Verlaufsrichtung.

Da beim Rotor gemäß F i g. 1 der unterhalb der Rotationsebene des maximalen Durchmessers der Fasersammelrille 4 liegende zweite kegelstumpfförmige Abschnitt 2 mit dieser Rotationsebene einem Winkel γ bildet, wird der Öffnungswinkel der Fasersammelrllle erheblich auf den Wert (ß + γ) erhöht, wodurch die Möglichkeit vermehrt wird, daß Verunreinigungen und gesammelte Fasern in der Rille 4 voneinander getrennt werden können. Daraus resultiert ein vermindertes »Einrollen« der Verunreinigungen in die Fasern. Die in der Fasersammelrille 4 angesammelten Fasern werden in einen Faden 5 gesponnen, der kontinuierlich durch ein Fadenabzugsrohr 6 aus dem Rotor abgezogen wird.

Der Rotor gemäß F i g. 2 ist ähnlich aufgebaut wie der Rotor gemäß F ig. 1.

Hinsichtlich der Winkel oc und β ist festzustellen, daß der Winkel β vorzugsweise soweit wie möglich dem Winkel λ angenähert sein sollte, so daß die Faseranordnung nicht besonders beeinträchtigt wird, wenn die Fasern über die Verbindungsstelle zwischen den beiden Abschnitten 1 a und IS' nach unten gleitet Um jedoch die Menge der in der Rille 4 angesammelten Verunreinigungen gering zu halten besteht ein gewisser Unterschied zwischen den Winkeln cc und ß, um dadurch in dem Übergangsbereich zwischen den beiden Abschnitten la und Xb eine Abstufung vorzusehen, durch die die Verunreinigungen infolge der auf die Verunreinigungen und die Fasern unterschiedlich einwirkenden Trägheitskraft von den nach unten gleitenden Fasern zwangsweise getrennt werden können. Der Winke! oc mit dem der erste Fasergleitabschnitt la im Verhältnis zur Rotationsebene P des Rotors geneigt ist, ist auf 55 bis 75° begrenzt damit eine zur Fasersammelrille 4 gerichtete Gleitgeschwindigkeit der Fasern auf einem gewünschten Niveau gehalten werden kann. Der Unterschied zwischen den Winkeln oc und /?, welcher mit der Fadenqualität und der Menge der angesammelten Verunreinigungen entsprechend den vorstehenden Ausführungen in Konflikt steht, sollte auf 10 bis 35° begrenzt sein, so daß sowohl die Fadenqualität als auch die Menge der angesammelten Verunreinigungen nicht bezeichnend durch diesen Unterschied schlechter wird.

Ein Fadenführungsabschnitt 2a der Bodenfläche 2, der dem zweiten Fadengleitabschnitt 1 b zur Ausbildung der dazwischenliegenden Fasersammelrille 4 gegenüberliegt, ist oberhalb der Rotationsebene P angeordnet, einschließlich einer Überschneidung entweder des zweiten Fasergleitabschnittes \b und des Fadenführungsabschnittes 2a im Falle des Rillenradius = 0, oder der Verlängerungslinien derselben für den Fall, daß die Fasersammelrille 4 einen Radius hat Der Fadenführungsabschnitt 2a bildet einen Winkel δ mit der Rotationsebene P. Dieser Winkel δ liegt im Bereich von + 5 bis —5° in bezug auf einen Winkel ε, welcher zwischen der Rotationsebene P und einer Linie L eingeschlossen wird, die die Überschneidung y mit dem untersten Punkt χ des Fadenabzugsrohres 6 verbindet, d. h. die Fadenabzugsrichtung aus der Fasersammelrille 4. Da der Fadenführungsabschnitt 2a oberhalb der Rotationsöbene P liegt, kann der zwischen dem zweiten Fasergleitabschnitt Xb und dem Fadenführungsabschnitt 2a eingeschlossene Winkel der Fasersammelrille 4 auf den Wert (/? — ό) vermindert werden. Daraus resultiert ein erhöhter »Einroll«-Grad der Verunreinigungen in den Faden. Da darüber hinaus der Winkel δ = ε ± 5° ist, kann der verdrillte bzw. verwundene Faden (F i g. 3), welcher aus der Fasersammelrille 4 beseitigt wird und während des Verdrillens oder Verwindens mit dem nachlaufenden Ende des Fadens verbunden wird, geeignet den Fadenführungsabschnitt 2a berühren. Dies bedeutet, daß im wesentlichen kein Freiraum zwischen dem verdrillten Faden und dem Fadenführungsabschnitt 2a besteht und daher der »Einroll«-Grad der Verunreinigungen weiterhin erhöht werden kann.

Es wurden eine Reihe von Versuchen sowohl mit den bekannten Rotoren als auch mit den verbesserten Rotoren durchgeführt, wie sie in F i g. 2 und 3 dargestellt sind.

Der Rotor gemäß F i g. 3 hat einen maximalen Innendurchmesser d = 48 mm, einen vertikalen Abstand h = 10,5 mm (der ein Maß ist von der Überschneidung y zur öffnung des Rotors), einen vertikalen Abstand / = 3,8 mm (der ein Maß ist für den untersten Punkt χ des Fadenabzugsrohres zur Rotationsebene P der Überschneidung y), und einen horizontalen Abstand / = 19,5 mm (der ein Maß ist von der Überschneidung/ zum untersten Punkt x). Diese Zahlenwerte können in einem bestimmten Bereich verändert werden, beispiels-

weise kann der maximale Innendurchmesser d 35 bis '■90 mm und der vertikale Abstand Λ 8 bis 15 mm betragen. Der vertikale Abstand / kann ebenso in Abhängigkeit von den Dimensionen des Rotors und des Fadenabzügsrohres 6 verändert werden. Verschiedene Kombiriationen dieser Zahlenwerte sind in der Praxis denkbar. Beispielsweise kann ein typischer Rotor folgenden Satz von Zahlenwerten haben: d = 68 mm, h - 10,5 mm, / = 4 mm, f = 29,5 mm und ε = 7,7°; oder d - 49 mm, h = 10,5 mm, / = 4 mm, / = 16,5 mm und ε = 13,6°, in Ergänzung zu dem vorgenannten Satz von Zahlenwerten.

F i g. 4 zeigt die Versuchsresultate mit dem in F i g. 1 dargestellten bekannten Rotor. Je kleiner der Unterschied zwischen den Winkeln <x und β ist, umso größer is ist die Reißkraft Dies liegt daran, daß, wenn der Unterschied der Winkel groß wird, die über die Verbindungsstelle des ersten und zweiten Fasergleitabschnittes la und \b nach unten gleitenden Fasern sich abrupt an der Verbindungsstelle wenden, wodurch sie sich betont in einer zufälligen Anordnung in der Fasersammelrille 4 ablagern, was zu einer schlechten Fadenqualität führt Andererseits sammeln sich urr.somehr Verunreinigungen in der Fasersammelrille 4, je größer der Winkel (ß + y) ist, d. h. der Öffnungswinkel der Fasersammelril-Ie 4. Dadurch wird es, wenn der Winkel (ß + y) so groß wird, schwierig, ein Einrollen der Verunreinigungen in den Faden zu veranlassen, die im Raum vorhanden sein können, welcher zwischen der Fadenführung zum Fadenabzugsrohr 6 liegt, oder die zumindest in dem Raum vorhanden sind, der durch den Winkel γ abgedeckt ist da die Fadenabzugslinie L, entlang der der Faden aus der Rille 4 durch das Fadenabzugsrohr 6 entfernt wird, beträchtlich oberhalb dem Abschnitt der Bodenfläche 2 liegt, weicher die Fasersammelrille 4 bestimmt

Daher wird bei dem bekannten Rotor gemäß F i g. 1 die Menge von angesammelten Verunreinigungen erheblich erhöht wenn dieser Rotor so konstruiert ist, daß er durch Vergrößerung des Winkels/?für die Erhöhung der Reißkraft eine geringe Winkeldifferenz (λ — β) aufweist Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß es nicht möglich ist die Menge von angesammelten Verunreinigungen zu verringern, ohne zugleich die Reißkraft zu vermindern.

Im Gegensatz dazu kann bei dem Rotor der vorliegenden Erfindung, da der den Winkel δ bestimmende Fadenführungsabschnitt 2a der Bodenfläche 2 im wesentlichen in derselben Richtung verläuft wie die Fadenabzugsrichtung und darüber hinaus oberhalb der Rotationsebene P der Überschneidung y liegt der Rillenöffüüiigswinkei bei Beibehaltung des Winkels β in dem Bereich, der im wesentlichen keinen negativen Einfluß auf die Reißkraft ausübt vom Wert [ß + y) zum Wert (ß — ό) verringert werden. Dadurch ist es möglich, jeglichen Freiraum zu eliminieren, in dem die Verunreinigungen nicht in den Faden eingerollt werden könnten.

Wie aus Fig.6 ersichtlich ist, kann hinsichtlich des Verhältnisses zwischen dem Winkel rf und der Reißkraft festgestellt werden, daß die Reißkraft eine Tendenz zur Zunahme hat wenn der Winkel δ den Winkel ε minus ca. 5° überschreitet Obwohl eine ausreichende Reißkraft erzielt wurde, sogar wenn der Winkel δ ungefähr 20° erreichte, war das Aussehen des unter diesen Bedingungen gesponnenen Fadens verschlechtert, und zwar wegen der übermäßigen Berührung zwischen dem Faden und dem Fadenführungsabschnitt 2a und weil der Faden relativ abrupt an der inneren Umfangskante des Fadenführungsabschnittes 2a gedreht bzw. gewendet wurde.

Bezüglich des Verhältnisses zwischen dem Winkel δ und der Menge an angesammelten_rV,er.unreinigungen wurde herausgefunden — dies ist aus F i g. 7 ersichtlich r-.daß das günstigste Resultat bei einem Winkel δ = 10° erzielt wurde. Eine bezeichnende Wirkung wurde in dem Bereich erzielt, wo der Winkel δ = ε ± 5° beträgt. Der Winkel δ verursacht beim Übersteigen des Winkels ε + 5° ein Zunehmen der Menge an angesammelten Verunreinigungen. Dies wird infolge der 'Tatsachen, angenommen, daß, in diesem Fall,.die Berühr.ung^zwischen dem verdrillten bzw. verwundenen Faden und,dem.Fadenführungsabschnitt 2a zu heftig und daher ein weiches und glattes »Einrollen« der Verunreinigungen in den verdrillten Faden erschwert bzw. behindert wird. Weiterhin Hegt das daran, daß der Faden zu.heftig die innere Umfangskante des Fadenführungsabschnittes 2a berührt, wodurch ein abruptes Drehen bzw. Wenden des Fadens erfolgt, wodurch die »Einroll«-Kraft nicht wirkungsvoll auf die Fasersammelrille 4 übertragen wird. Wenn der Winkel δ unterhalb dem Winkel *· — 5° liegt, erhöht sich die Menge an angesammelten Verunreinigungen, weil der Raum zwischen dem verdrillten Faden und dem Fadenführungsabschnitt 2a in einem solchen Ausmaß entwickelt wird, daß die Verunreinigungen nicht in den Faden eingerollt werden können.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß die Bedingung δ = ε ± ungefähr 5° den wesentlichen Faktor zur Schaffung eines Rotors bildet, welcher einen Faden mit hoher Reißkraft und mit einer reduzierten Ansammlung an Verunreinigungen schafft Für den Fall, daß δ « ε ist, werden die günstigsten Resultate hinsichtlich der Fadenfestigkeit und der Ansammlung von Verunreinigungen erzielt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

10

15

20

_ti . Patentansprüche:

'?.. ^§iiL"l- Rotor in einer Offen-End-Spinnmaschine, der "'""eine kegeistumpfförmige Fasergleitfläche aufweist, , welche von einem ersten Fasergleitabschnitt, dem ^J_' "^ zuerst diskrete Fasern zugeführt werden, und einem "'"'' sich daran anschließenden zweiten Fasergleitab-'" ^: 'schnitt gebildet wird, und welcher eine Bodenfläche 'und eine zwischen dem zweiten Fasergleitabschnitt ',* "und der Bodenfläche gebildete Fasersammelrille °₍' "aufweist, und mit einem zentral in den Ro^or zum ''' ^J Abziehen des Fadens aus dem Rotor ragenden Fa-¹^''.' denabzugsrohr, wobei der Faden durch Sammeln ^₁ und Verdrillen der zugeführten Fasern in der Faserⁿ " sammelrille gebildet wird, wobei der von dem ersten j" ' Fasergleitabsuhnitt relativ zur Rotationsebene des ^ΡοΛ Rotors gebildete Winkel (κ) größer ist als der vom ¹V ' zweiten Fasergleitabschnitt mit der Rotationsebene ^'",gebildeten Winkel (ß), dadurch gekenn-J¹ j "^zeichnet, daß ein Faserführungsabschnitt (2a) ""*' ⁿ der Bodenfläche (2) in Richtung der Seite des offenen Endes des Rotors außerhalb der Rotationsebene '¹⁹J^ (P) des Bereiches maximalen Durchmessers der Fa_r ^b ' '' sersammelrille liegt, daß die Differenz zwischen ei- ^>T" hem von dem Faserführungsabschnitt (2a) der Bodenfläche (2) mit der Rotationsebene (P) gebildeten Winkel (ό) und einem zwischen der Rotationsebene (P) und einer Fadenabzugslinie zwischen dem untersten Punkt (X) des Fadenabzugsrohres (6) und einer Überschneidung (Y) des zweiten Fasergleitabschnittes (\b) und des Faserführungsabschnittes (2a) eingeschlossenen Winkel (ε) im Be/eich von ±5° liegt, und daß der unterste Punkt (X) des Fadenabzugsrohres (6) in Richtung zur Seite des offenen Endes des Rotors außerhalb der Rotationsebene (fliegt.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Faserfühmngsabschnitt (2a) mit der Rotationsebene (P) gebildete Winkel (δ) gleich dem Winkel (ε) ist.

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem ersten Fasergleitabschnitt (la) und der Rotationsebene (P) des Rotors gebildete Winkel (cc) 55° bis 75° beträgt und der Differenzwinkel (α — β) zwischen diesem Winkel (οι) und dem Winkel (ß), welcher zwischen der Rotationsebene (P) und dem zweiten Fasergleitabschnitt (\b)gebildet ist, 10° bis 35° beträgt.

40