DE3539383C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Offenend-Spinnvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen, aus der JP-OS 52-37 837 bekannten Art.

In einer Offenend-Rotor-Spinnmaschine wird eine große Anzahl an Fasern dem umlaufenden Rotor zugeführt. Die Fasern sammeln sich am Innenumfang des Rotors aufgrund der Zentri­ fugalkraft, welche auf die Fasern wirkt, an. Die sich ansam­ melnden Fasern werden aus dem Rotor als gesponnener Faden abgezogen. Die Anzahl der Drehungen pro Längeneinheit am gesponnenen Faden hängt von der Drehzahl des Rotors und der Geschwindigkeit des Abzugs ab.

Aus der eingangs erwähnten JP-OS 52-37 837 ist eine Offenend- Spinnvorrichtung bekannt, die im wesentlichen einen Rotor, an dessen Innenwand eine Fasersammelfläche zum Sammeln ankommen­ der Fasern vorgesehen ist, sowie ein koaxial zur Drehachse des Rotors angeordnetes Fadenabzugsrohr aufweist, an dessen oberem Ende eine Fadenführungsfläche vorgesehen ist, die sich zur Innenumfangswand des Rotors erstreckt. Unterhalb des Fa­ denabzugsrohres ist eine Falschdreheinrichtung und daran an­ schließend eine Fadenabzugseinrichtung angeordnet. Da die unterhalb der Fasersammelfläche angeordnete Fadenführungs­ fläche etwa parallel zur konischen Innenumfangsfläche des Rotors verläuft, bereitet es Schwierigkeiten, die mittels der Falschdreheinrichtung auf den Faden ausgeübten Falschdrehun­ gen sicher auf den an der Fasersammelfläche ausgebildeten Faserbündelabschnitt zu übertragen, was sich auf die Faden­ festigkeit nachteilig auswirkt. Soll die Spinngeschwindigkeit dieser Offenend-Spinnvorrichtung gesteigert werden, so erhöht sich infolge der erhöhten Drehzahl des Rotors auch die auf den Faden einwirkende Zentrifugalkraft, wodurch die Faden­ spannung anwächst. Dies kann zu einem Fadenbruch führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spinngeschwin­ digkeit zu erhöhen, ohne daß dabei die Gefahr eines Faden­ bruchs und einer schlechteren Übertragung der Falschdrehungen auftritt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Unteransprüche 2 und 3 kennzeichnen Weiterbildungen der Erfindung.

In der nachveröffentlichten DE 34 30 369 A1 ist eine Offen­ end-Spinnvorrichtung beschrieben, bei der die zentral im Inneren des Rotors angeordnete Fadenführungsfläche zu beiden Seiten im Schnitt bogenförmig ausgebildet ist, wobei die höchsten Stellen über dem Fasersammelabschnitt des Rotors liegen. Der Durchmesser des oberen Endabschnitts der Faden­ führungsfläche ist viel kleiner als der Innendurchmesser des Rotors, so daß der gedrehte Faden sich frei drehend vom oberen Endabschnitt der Fadenführungsfläche zur Innenwand des Rotors erstreckt. Auch in diesem Fall besteht die Gefahr eines Fadenbruchs bei hohen Rotordrehzahlen.

Anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbei­ spiels wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schnittbildliche Darstellung eines Ausfüh­ rungsbeispiels;

Fig. 2 eine schnittbildliche Darstellung entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 1 in Blickrichtung der Pfeile;

Fig. 3 die Bildung eines gesponnenen Fadens zur Erläute­ rung der Erfindung;

Fig. 4 eine Darstellung eines gesponnenen Fadens, der nach der Erfindung hergestellt ist und

Fig. 5 eine vergrößerte schnittbildliche Darstellung eines Teils des Rotors und des Führungstrichters.

Die Fig. 1 zeigt eine schnittbildliche Darstellung einer Vor­ richtung zur Herstellung eines gesponnenen Fadens. In der Fig. 1 wird ein Fadenführungsrohr 1 von einem Rahmen 2 an einem nicht näher dargestellten Maschinenbett gelagert. Ein Rotor 4 ist drehbar über Lager 3 am Fadenführungsrohr 1 gelagert. Der Rotor 4 befindet sich beim dargestellten Ausführungsbei­ spiel am oberen Teil des Fadenführungsrohrs 1. Der Rotor 4 ist ferner drehbar in Lagern 6 an einem Maschinenrahmen 5 gelagert. Ein endloser Antriebsriemen 8 ist um eine Antriebsriemenscheibe 7 gelegt, die an einem unteren Um­ fangsteil des Grundkörpers des Rotors 4 befestigt ist. Der Antriebsriemen 8 wird von einer nicht näher dargestellten Antriebseinrichtung angetrieben, so daß der Rotor 4 um das Fadenführungsrohr 1 mit hoher Drehzahl gedreht wird. Der Rotor 4 besitzt einen hohlzylindrischen Rotorteil und einen konischen Rotorteil mit einer konkaven Fasersammelfläche 9 am Innenumfang seines oberen Rotorteils. Eine kreisrunde Öffnung 10 ist am oberen Ende des oberen Rotorteils vorge­ sehen. Der Innenumfang des Rotors 4 besitzt eine untere konische Innenumfangsfläche 11, die sich nach oben erweitert. Diese untere konische Innenumfangsfläche 11 erstreckt sich vom Rotorgrundkörper aus und trifft auf eine obere konische inne­ re Umfangsfläche 12, die sich von der kreisrunden Öffnung 10 am oberen Ende des Rotors 4 nach unten hin erweitert. Die Fasersammelfläche 9 entspricht einem umlaufenden Flächenbe­ reich, in welchem die untere und die obere konische Innen­ umfangsfläche 11 und 12 aufeinandertreffen. In diesem Flächenbereich ist der Innendurchmesser des Rotors 4 am größten. Am oberen Ende des Fadenführungsrohrs 1 ist eine Fadeneinlaßöffnung 13 vorgesehen, die in den Rotor 4 ragt. Ein Führungstrichter 14 ist am oberen Ende des Fadenführungs­ rohrs 1 an der Fadeneinlaßöffnung 13 befestigt. Die Innen­ fläche des Führungstrichters 14 bildet eine im wesentlichen konisch geformte Führungsfläche 16 mit gebogenem Querschnitt, welche einen allmählichen und glatten Übergang von der Innen­ fläche, d. h. aus einer Fadenführungsbohrung 15 des Faden­ führungsrohrs 1, bis in die Nähe der Fasersammelfläche 9 des Rotors 4, bildet. Eine Fadenausgangsöffnung 17 befindet sich am unteren Ende des Fadenführungsrohrs 1. Die Fadenausgangs­ öffnung 17 ist mit einer Falschdreheinrichtung 18 verbunden. Die Falschdreheinrichtung 18 enthält eine Falschdrehdüse 20 mit Düsenöffnungen 19, durch welche Luft in das Innere der Falschdrehdüse eingestrahlt wird. Eine Luftleitung 21 ist mit ihrem einen Ende an die Falschdrehdüse 20 und mit ihrem anderen Ende an eine Druckluftquelle, die nicht näher dar­ gestellt ist, angeschlossen. Durch die Luftleitung 21 wird Druckluft den Düsenöffnungen 19 zugeführt. Die Düsenöffnungen 19 erstrecken sich tangential in den Innenhohlraum der Falschdrehdüse 20. Gegenüber dem Auslaßende der Falschdreh­ düse 20 besitzen die Düsenöffnungen 19 eine geringe Neigung. Die Düsenöffnungen 19 münden in den Innenhohlraum der Falschdreh­ düse 20. Die Druckluft wird durch die Düsenöffnungen 19 in den Innenhohlraum der Falschdrehdüse 20 eingestrahlt. Die Druckluft fließt in Richtung zum Auslaßende der Falsch­ drehdüse hin und bildet einen wirbelnden Luftstrom. Zwei Ab­ zugsrollen 22 sind gegeneinander gedrückt und laufen in Richtung der Pfeile um. Dabei wird ein gesponnener Faden Y mit einer vorbestimmten Spinngeschwindigkeit abgezogen. Eine herkömmliche Faserzuführeinrichtung 23 besitzt einen Endteil, der sich in die Öffnung 10 des Rotors 4 erstreckt. Die Faser­ zuführeinrichtung 23 kann zum Kämmen eines Faserbündels, bei­ spielsweise eines Faserbandes, dienen, wozu nicht näher dar­ gestellte Kämmwalzen dienen können. Die Fasern werden dann durch ständiges Einblasen der gekämmten Fasern durch einen Faserkanal 24 gegen die innere Umfangsfläche 12 des Rotors 4 geliefert.

Bei der beschriebenen Vorrichtung wird eine große Anzahl an Fasern f durch den Faserkanal 24 der Faserzuführeinrichtung 23 zugeführt und an der Fasersammelfläche 9 gesammelt. Es entsteht dabei eine Schleife eines Faserbündels, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Dieses Faserbündel entsteht aufgrund der Zentrifugalkraft, welche durch die Drehung des Rotors 4 erzeugt wird und auf die Fasern wirkt. Dabei wird ein Faser­ bündel S auf der Fasersammelfläche 9 gebildet. Das Faser­ bündel S wird von der Fasersammelfläche 9 an einer bestimmten Stelle abgelöst und über die Führungsfläche 16 des Führungs­ trichters 14 sowie durch die Fadenführungsbohrung 15 des Fadenführungsrohrs 1 abgezogen. Dabei wird das Faserbündel S gedreht und in der Falschdreheinrichtung 18 rückgedreht, so daß der gesponnene Faden Y entsteht. Der gesponnene Faden Y wird von den Abzugsrollen 22 abgezogen und auf einer nicht näher dargestellten Spule aufgewickelt.

Das Faserbündel S wird, wenn es vom Rotor 4 weggezogen wird, in einer bestimmten Richtung durch den sich drehenden Rotor 4 gedreht. Ferner wird das Faserbündel S in der Falschdrehein­ richtung 18 durch die in die Falschdrehdüse 20 der Falsch­ dreheinrichtung 18 eingeblasene Druckluft falschgedreht. Die Drehrichtung der Falschdrehungen ist die gleiche wie die der Drehungen, die auf das Faserbündel durch den Rotor 4 aufge­ bracht werden. Die Anzahl der Falschdrehungen ist ein Mehr­ faches der Drehungen, die vom Rotor 4 aufgeprägt werden. Die Falschdrehungen werden über das Faserbündel S bis zu dem Faserbündelteil übertragen, der sich innerhalb des Rotors 4 befindet. Die Falschdrehungen werden von der Falschdrehein­ richtung 18 durch das Faserbündel S bis zur Fasersammelfläche 9 übertragen. Die Falschdrehungen werden in das Faserbündel S über seine gesamte Länge aufgebracht, mit Ausnahme des End­ teiles, der an der Fasersammelfläche 9 anliegt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die Übertragung der Falschdrehungen wird durch die Reibung zwischen dem Faserbündel S und der Fasersammelfläche 9 ab einer Stelle P 2 verhindert. Das Faser­ bündel S besitzt daher einen falschgedrehten Abschnitt S 1 und einen nichtgedrehten Abschnitt S 2. Es sei angenommen, daß das Faserbündel S die Fasersammelfläche 9 an einer Stelle P 1 verläßt und das Ende des Faserbündels S an einer Stelle P 3 liegt. Die Fasern f werden durch den Faserkanal 24 in den Rotor 4 gebracht und um das falschgedrehte Faserbündel S 1 zwischen den Positionen P 1 und P 2 gewunden und werden parallel zueinander zwischen den Positionen P 2 und P 3 auf der Fasersammelfläche 9 angesammelt. Die Fig. 3 zeigt schema­ tisch den Vorgang, bei welchem das Faserbündel gebildet wird. Wie die Fig. 3 zeigt, ist der Drehwinkel der Fasern f 1, welche zwischen den Stellen P 1 und P 2 auf den Faserbündel­ abschnitt S 1 fallen, unterschiedlich ist von den Komponenten­ fasern f 2 des falschgedrehten Faserbündels S 1. Echte Dre­ hungen der gleichen Drehrichtung wie die Falschdrehungen werden durch die Drehung des Rotors 4 auf das Faserbündel S aufgeprägt, wenn das Faserbündel S von der Fasersammelfläche 9 zur Falschdreheinrichtung 18 gezogen wird. Die Falschdrehun­ gen werden, nachdem das Faserbündel S die Falschdreheinrichtung 18 durchlaufen hat, rückgedreht. Auf diese Weise wird der gesponnene Faden Y hergestellt, welcher aus Fasern besteht, die seinen zentralen Fadenteil bilden, welche echte Drehungen aufweisen und aus Fasern, die in rückgedrehter Drehrichtung um die Fasern des zentralen Fadenteils geschlungen sind. Die Fasern, welche um die Fasern des zentralen Fadenteils des Fadens Y geschlungen sind, werden von den Fasern f 1 gebildet, die auf den falschgedrehten Faserbündelabschnitt S 1 zwischen den Stellen P 1 und P 2 gefallen sind. Der Unterschied des Drehwinkels bei den Fasern des zentralen Fadenteils und den darum geschlungenen Fasern bewirkt, daß die Fasern f 1 um die Fasern des zentralen Teils in Rückdrehrichtung geschlungen werden. Der so gesponnene Faden Y besitzt einen Doppelaufbau mit Fasern, die in entgegengesetzten Drehrichtungen gedreht sind. Dieser gesponnene Faden Y hat ein äußerst geringes Restdrehmoment.

Bei der Herstellung des gesponnenen Fadens Y wirkt der Füh­ rungstrichters 14 unterstützend bei der Übertragung der Falschdrehungen, die auf das Faserbündel S durch die Falsch­ dreheinrichtung 18 aufgeprägt und bis zum Faserbündel S, welches auf der Fasersammelfläche 9 des Rotors 4 gebildet wird, übertragen wird. Wenn der Führungstrichter 14 nicht vorgesehen ist, besteht die Gefahr, daß Knicke im Faser­ bündel S zwischen der Fadeneinlaßöffnung 13, des Fadenfüh­ rungsrohrs 1 und der Fasersammelfläche 9 aufgrund von Span­ nungsänderungen entstehen. Spannungsänderungen behindern die Übertragung der Falschdrehungen, so daß eine einwandfreie Übertragung der Falschdrehungen über die Stelle P 1 hinaus nicht gewährleistet ist. Der gesponnene Faden Y mit der ge­ wünschten Struktur kann dann nicht hergestellt werden. Da bei einem solchen Betrieb die Falschdrehungen sich in dem Teil des Faserbündels zwischen der Fadeneinlaßöffnung 13 und der Fadensammelfläche 9 konzentrieren würden, ergäbe sich eine erhöhte Gefahr des Fadenbruchs. Die Zentrifugalkraft, welche auf das Faserbündel S wirkt, drückt das Faserbündel S gegen die konvexe Führungsfläche 16 des Führungstrichters 14, wo­ durch wirkungsvoll Falschdrehungen, welche Knicke im Faser­ bündel S zwischen der Fadeneinlaßöffnung 13 des Fadenfüh­ rungsrohrs und der Fasersammelfläche 9 hervorrufen, unter­ bunden werden. Ferner werden Schwingungen des Faserbündels S vermieden, so daß eine weiche und kontinuierliche behinde­ rungsfreie Übertragung der Falschdrehungen erreicht wird. Die Durchschnittsneigung der Führungsfläche 16, d. h. ein Winkel a zwischen einer Sehnenlinie, welche die obere Kante und die untere Kante der Führungsfläche 16 verbindet, gegenüber einer vertikalen Linie liegt im Bereich von 30 bis 60°, bevor­ zugt bei etwa 45°. Außerdem wird ein Spalt b zwischen der oberen Kante des Führungstrichters 14, d. h. ein Spalt zwischen dem äußeren Umfang des Führungstrichters 14 bzw. der Führungs­ fläche 16 und dem Innenumfang des Rotors 4 auf die geringst­ mögliche Ausdehnung verringert. Wenn der Winkel a größer als 60° ist, verringert sich der Druck, der auf das auf der Führungsfläche 16 geführte Faserbündel S wirkt. Wenn der Spalt b größer als 20 mm ist, besteht die Gefahr, daß Knicke im Faserbündel S in Abhängigkeit von der Breite des Spaltes b gebildet werden. Damit dasFaserbündel S gleichförmig gegen die Führungsfläche 16 gedrückt wird, ist die Führungsfläche 16 bevorzugt konvex ausgebildet, wie es beim dargestellten Aus­ führungsbeispiel der Fall ist. Die obere Umfangskante der Führungsfläche 16 befindet sich auf der Seite der unteren konischen Innenumfangsfläche 11 unterhalb dem Bereich, in welchem die untere und die obere konische Innenumfangsfläche 11 und 12 aufeinandertreffen. Die obere Umfangskante der Führungsfläche 16 besitzt gegenüber diesem Bereich, der auch in der Fasersammelfläche 9 liegt, einen senkrechten Abstand c, so daß das Faserbündel S all­ mählich zwischen der Fasersammelfläche 9 und der oberen Um­ laufkante der Führungsfläche 16 umgebogen wird, so daß das Faserbündel S allmählich und glatt von der Fasersammelfläche 9 auf die Führungsfläche 16 übertragen wird. Der Abstand c liegt innerhalb eines Bereichs von 1 bis 4 mm, bevorzugt bei etwa 2 mm.

Der Rotor 4 muß lediglich mit einer solchen Drehzahl um­ laufen, welche erforderlich ist, um Fasern f auf der Faser­ sammelfläche 9 durch Zentrifugalkraft zu sammeln. Die Dreh­ zahl läßt sich daher bedeutend niedriger halten als die Drehzahl von Rotoren an herkömmlichen Offenendspinnmaschinen vom Rotortyp. Wenn ein 20 Ne-Faden gesponnen werden soll, kann nach der Erfindung mit folgenden Spinnbedingungen bei der Erfindung gesponnen werden: 150 m/min Abziehgeschwindig­ keit und 20 000 Umdrehungen pro Minute Rotordrehzahl. Die Drahtzahl des zentralen Teils des Fadens ist bis zu 0,75 klein. Da, wie in Fig. 4 dargestellt ist, um die Fasern des zentralen Fadenteils Fasern gewickelt sind, besitzt der gesponnene Faden Y eine ausreichende Zugfestigkeit. Die An­ zahl der Falschdrehungen, welche auf den Faden durch die in die Falschdreheinrichtung 18 eingestrahlte Luft aufge­ prägt wird, ist um ein Beträchtliches größer als die Anzahl der Echtdrehungen, welche dem Faden durch die Drehung des Rotors aufgeprägt wird, d. h. die Anzahl der Falschdrehungen ist um ein Mehrfaches größer als die Anzahl der Echtdrehun­ gen. Auf diese Weise sind ausreichend Fasern vorhanden, welche sich um die Fasern des zentralen Teils des Fadens winden bei der Herstellung des gesponnenen Fadens Y. Die Falschdreheinrichtung 18 ist nicht auf eine solche be­ schränkt, bei welcher Druckluft zur Falschdrehung des Faser­ bündels verwendet wird. Es kann auch eine Falschdreheinrich­ tung vom sogenannten Klemmentyp verwendet werden, bei welchem der Faden bzw. das Faserbündel zwischen zwei Endlosriemen, die einander gegenüberliegen und in entgegengesetzten Rich­ tungen umlaufen, verwendet werden.

Claims (3)

1. Offenend-Spinnvorrichtung mit

• - einem Rotor (4), an dessen Innenwand zwischen einer unteren und einer oberen konischen Innenumfangsfläche (11 und 12) eine Fasersammelflä­ che (9) zum Sammeln ankommender Fasern vorgesehen ist,
• - einem mit der Drehachse des Rotors (4) koaxialen Fadenab­ zugsrohr (15), an dessen oberem Ende eine unterhalb der Fasersammelfläche (9) angeordnete Fadenführungsfläche (16) vorgesehen ist,
• - einer unterhalb des Fadenabzugsrohrs (15) vorgesehenen Falschdreheinrichtung (18) und
• - einer der offenen Seite des Rotors (4) abgewandten Faden­ abzugseinrichtung (22),

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Fadenführungsfläche (16) durch eine glatte, konvexe Innenfläche eines Fadenführungstrichters (14) gebildet ist, dessen obere Umfangskante mit der inneren Umfangsfläche des Rotors (4) einen so gering wie möglich bemessenen Spalt (b) ausbildet, und
• - daß die Sehnenlinie zwischen der unteren und der oberen Umfangskante der Führungsfläche (16) gegenüber der Dreh­ achse des Rotors (4) einen Winkel (a) bildet, der im Bereich von 30 bis 60° liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Umfangskante der Fadenführungsfläche (16) um einen Abstand (c) von 1 bis 4 mm unterhalb des Bereiches liegt, in welchem die untere und obere konische Umfangs­ fläche (11 und 12) aufeinandertreffen.