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Die Erfindung betrifft einen Spinnrotor einer Offen-End-
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Spinneinheit mit einer durch eine erste kreisscheibenförmige Wand
auf der äußeren Seite des Rotorbodens, eine gegenüberliegende zweite kreisscheibenförmige
Wand und eine diese Wände verbindende zylindrische Bodenwand begrenzten Ventilationsnut
und mit axial zur Spinnrotorwelle verlaufenden Luftauslaßlöchern, die den Innenraum
des Spinnrotors mit der Ventilationsnut in der Nähe der zylindrischen Bodenwand
verbinden.
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Der durch die DE-OS 34 12 011 bekannte Spinnrotor eignet sich zwar
wegen seiner Einfachheit für besonders hohe Drehzahlen von mehr als 60 000 UpM,
hat jedoch den Nachteil, daß im Bereich niedriger Drehzahlen - beispielsweise von
etwa 50 000 UpM - der lufttechnische, zum Einsaugen von Fasern von der Faserauflösevorrichtung
notwendige Effekt nicht erzielt wird. Darüberhinaus ist der Ventilationseffekt auch
im Falle der hohen Rotordrehzahl insbesondere dann problematisch, wenn der Spinnrotordurchmesser
aus Festigkeits- und energetischen Gründen verkleinert wird. Neben der Drehzahl
des Spinnrotors ist der Effekt der Ventilationsnut nämlich auch durch den Unterschied
zwischen dem äußeren Durchmesser dieser Nut und dem Durchmesser ihrer Bodenwand
gegeben. Da bei den hochtourigen Spinnrotoren mit Drehzahlen von etwa 100 000 UpM
der Rotordurchmesser aus Festigkeitsgründen und besonders vom Gesichtspunkt der
Montage in Lagern bis auf 30 mm herabgesetzt ist, ist der vorerwähnte Unterschied
verhältnismäßig klein, weil er durch den Durchmesser der Rotorwelle und die notwendige
Dicke der Rotornabe, durch die die Welle hindurchgeht, begrenzt
ist. Wenn bei einer sehr hohen Drehzahl der Durchmesser der Ventilationsnuten dem
geforderten lufttechnischen Effekt anzupassen ist, um die zum Einsaugen der Fasern
notwendige Luftströmung zu erzielen, muß der Spinnrotordurchmesser größer gewählt
werden als eigentlich erforderlich, was zu höherem Gewicht und infolgedessen zu
negativen Einflüssen auf die Lebensdauer der Rotorlagerung sowie den Energiebedarf
führt.
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Ein anderer Nachteil besteht darin, daß die vom Spinnrotor abgekehrte
Wand des die Ventilationsnut gegenüber der äußeren Seite des Spinnrotorbodens abgrenzenden
Ringes einen zusätzlichen, jedoch unerwünschten Ventilationseffekt erzeugt. Infolge
dieses Effektes wird nämlich Luft über die Rotor lagerung in den Raum des den Spinnrotor
enthaltenden Gehäuses gesaugt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach herstellbaren
Spinnrotor mit Ventilationsnut zu schaffen, bei dem durch die Ventilationsnut ein
wirksamer, sowohl bei relativ niedrigen als auch besonders hohen Drehzahlen des
Spinnrotors vorhandener Ventilationseffekt bei möglichst niedrigem Energiebedarf
erzeugt wird und bei welchem eine maximale Unterdrückung des Ventilationseffektes
der von dem Spinnrotor abgekehrten Wand der die Ventilationsnut abgrenzenden Ringscheibe
und somit eine Bgrenzung der Lufteinsaugung über die Rotorlagerung erzielbar ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der zylindrischen Bodenwand
der Ventilationsnut Ausnehmungen vorgesehen sind, die durch Verlängerung der durch
einen Teil ihres Querschnittes in die zylindrische, die Breite der Ventilationsnut
bestimmende Bodenwand von der ersten kreisscheibenförmigen Wand zur gegenüberliegenden
zweiten kreisscheiben-
förmigen Wand ragenden Luftauslaßlöcher ausgebildet sind.
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Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Spinnrotors besteht in der einfachen
Herstellung, da durch geeignete Lokalisierung der Luftauslaßlöcher hinsichtlich
der zylindrischen Bodenwand der Ventilationsnut, d.h. beim Bohren dieser Löcher
gleichzeitig auch die vorerwähnten Ausnehmungen in der zylindrischen Bodenwand herstellbar
sind. Diese Ausnehmungen wirken als Ventilatorschaufeln, die die Luftströmung im
Bereich der niedrigsten Umfangsgeschwindigkeit an der kreiszylindrischen Bodenwand
der Ventilationsnut wesentlich intensivieren. Dies ermöglicht es, die derart gestalteten
Ventilationsnuten auch für Spinnrotoren mit relativ niedrigen Drehzahlen anzuwenden.
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Demgegenüber ist es bei hochtourigen Spinnrotoren möglich, den äußeren
Durchmesser der Ventilationsnut wegen der relativ hohen Wirksamkeit der Ausnehmungen
in der zylindrischen Bodenwand zu verkleinern. Deshalb kann auch der gesamte Spinnrotordurchmesser
verkleinert und lediglich auf Grund der technologischen Anforderungen hinsichtlich
der Zufuhr und Verarbeitung von Fasern zu Garn gewählt bzw. begrenzt werden. Dadurch
ist einerseits eine höhere Lebensdauer der Rotor lagerung wegen niedrigerer Belastung
andererseits eine Herabsetzung des Energiebedarfs erzielbar. Gleichfalls erreicht
man eine Beschränkung der Tiefe der Ventilationsnut, was vom Gesichtspunkt der Herstellung
vorteilhaft ist. Darüber hinaus wird auch die Fläche der von dem Spinnrotor abgekehrten
Wand des Ringes kleiner und infolgedessen wird auch das unerwünschte zusätzliche
Einsaugen der Luft über die Spinnrotorlagerung begrenzt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche
gekennzeichnet. Einige bevorzugte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen
Spinnrotors sollen anhand der beigefügten schematischen Zeichnung näher erläutert
werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht einer Offen-End-Spinneinheit, Fig.
2 eine Detail-Schnittansicht eines Spinnrotors in größerem Maßstab, Fig. 3 eine
Querschnittansicht der Ausnehmungen in der zylindrischen Bodenwand der Ventilationsnut
entlang der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine Schnittansicht eines Spinnrotors
mit einer alternativen Gestaltung der Luftauslaßlöcher und die Fig. 5, 6, 7 verschiedene
mögliche Ausführungsformen der Ventilationsnut, wobei ein den zweiten Teil der Nut
bildender Hilfskörper vorgesehen ist.
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Die in Fig. 1 dargestellte Offen-End-Spinneinheit weist eine Spinnvorrichtung
1 und eine daran anschließende Faserauflösevorrichtung 2 auf. Im Spinngehäuse 3
der Spinnvorrichtung 1 ist ein Spinnrotor 4 vorgesehen, der auf einer in Lagern
6 drehbaren Welle 5 befestigt ist. Anstelle der Lager 6 kann die Welle 5 beispielsweise
auf einem Luftkissen gelagert sein. Der Spinnrotor 4 ist im Hohlraum 7 des Spinngehäuses
3 vorgesehen, der durch die anliegende Faserauflösevorrichtung 2 abgeschlossen ist.
Diese weist einen Vorsprung 8 auf, der mit einer Garnabzugsöffnung 9 und einem
Speisekanal 10 zum Zuführen der Einzelfasern versehen ist und
welcher in den Spinnrotor 4 hineinragt. Der Hohlraum 7 des Spinngehäuses 3 steht
mittels eines Rohres 11 mit einem Luftabführungskanal 12 in Verbindung. Am äußeren
Ende ist die Welle 5 des Spinnrotors 4 mittels eines Treibriemens 13 angetrieben
oder unmittelbar mit einem Elektromotor gekoppelt.
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Fig. 2 zeigt den Spinnrotor 4 in einer Detailansicht, wonach er mit
seiner Nabe 14 auf der Welle 5 gelagert ist.
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Von einer Stirnöffnung 15 ab erweitert sich der Innenraum 20 des Spinnrotors
4 kegelförmig in Form einer Rutschwand 16 in eine am Umfang des Bodens 18 des Spinnrotors
4 vorgesehene Sammelrinne 17. Im Boden 18 des Spinnrotors 4 sind weiter Luftauslaßlöcher
19 vorgesehen, die axial d.h. parallel zur Welle 5 verlaufen und außerhalb des Spinnrotors
4 teilweise in eine Ventilationsnut 21 und teilweise in eine axiale Ausnehmung 26
der Nabe 14 münden.
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Die Ventilationsnut 21 ist durch eine mit der Welle 5 konzentrische,
erste kreisscheibenförmige Wand 22 an der äußeren Seite des Rotorbodens 18, eine
ebenfalls zur Welle 5 konzentrische, zweite axial gegenüberliegende kreisscheibenförmige
Wand 23 einer von der Nabe 14 ausgehenden Ringscheibe 28 und eine zur Welle 5 konzentrische,
kreiszylindrische Bodenwand 24 abgrenzt. In der Nähe dieser die Breite der Ventilationsnut
bestimmenden Bodenwand 24 münden die Luftauslaßlöcher 19. In Bezug auf die Achse
des Spinnrotors 4 befinden sich die radial inneren Ränder 191 der Luftauslaßlöcher
19 auf einem kleineren Durchmesser im Vergleich zum Durchmesser der kreiszylindrischen
Bodenwand 24 in der Ventilationsnut 21. Zwischen der ersten kreisscheibenförmigen
Wand 22 und der gegenüberliegenden zweiten kreisscheibenförmigen Wand 23 laufen
die Luftauspaß löcher 19 zumindest mit einem Teil ihres Querschnittes
durch
die zylindrische Bodenwand 24. Demgegenüber münden die radial äußeren Ränder 192
der Luftauslaßlöcher 19 frei in die Ventilationsnut 21 aus. Vorzugsweise mündet
die eine Hälfte des Querschnittes der Luftauslaßlöcher 19 in die Ventilationsnut
21 und die zweite Hälfte desselben in die zylindrische Bodenwand 24 bzw. in die
Masse der Nabe 14 des Spinnrotors 4. Der Querschnitt der Luftauslaßlöcher 19 liegt
also teilweise auf dem gleichen Radius wie die Bodenwand 24.
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Demgegenüber mündet nach Fig. 6 ein größerer Teil des Querschnittes
der Luftauslaßlöcher 19 in die Ventilationsnut 21, wobei die Luftauslaßlöcher 19
über eine sich konisch erweiternde Fläche 25 in die Ventilationsnut 21 und die Ausnehmung
26 der zylindrischen Bodenwand 24 übergehen.
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Aufgrund ihrer radialen Uberlappung mit der zylindrischen Bodenwand
24 bildet die axiale Fortsetzung der Luftauslaßlöcher 19 in die Nabe 14 hinein die
Ausnehmungen 26, wie das aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Die Ausnehmungen 26 wirken
am kleinsten Durchmesser der Ventilationsnut 21 als Schaufeln eines Ventilators.
Obwohl die Luftauslaßlöcher 19 und die Ausnehmungen 26 verschiedenartig gestaltet
sein können, ist die zylindrische bzw. teilzylindrische Form vom Gesichtspunkt der
Herstellung am vorteilhaftesten, da sie sich leicht durch Bohren fertigen läßt.
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Fig. 4 zeigt ein solches gebohrtes Luftauslaßloch 19 mit axial anschließender
Ausnehmung 26, wobei die Bohrung an der axial gegenüberliegenden kreisscheibenförmigen
Wand 23
in einer konischen, durch die Bohrerspitze ausgebildeten
Abschlußfläche 26' endet. Die durch die Bohrerspitze bedingte Spitze 26" der Bohrung
19, 26 liegt auf dem gleichen Radius wie die zylindrische Bodenwand 24 der Ventilationsnut
21.
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Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform des Spinnrotors 4, der auf seiner
Nabe 14 einen zur Welle 5 konzentrischen, hohlzylindrischen Hilfskörper 27 mit einer
ihn umgebenden Ringscheibe 28 trägt, an dan die gegenüberliegende kreisscheibenförmige
Wand 23 zum Abgrenzen der Ventilationsnut 21 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 26
in der zylindrischen, auf dem Hilfskörper 27 befindlichen Bodenwand 24 kann wieder
gleichzeitig mit den Luftauslaßlöchern 19 im Boden 18 des Spinnrotors 4 hergestellt
werden. Wird jedoch der Hilfskörper 27 beispielsweise aus Kunststoff extrudiert,
kann diese Ausnehmung 26 auch vorgefertigt werden. Der radial innere Rand 191 des
Luftauslaßloches 19 ist axial wieder mit der dem radial inneren Rand der Ausnehmung
26 in der zylindrischen Bodenwand 24 der Ventilationsnut 21 ausgerichtet.
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Nach der in Fig. 6 dargestellten Variante ist der Hilfskörper 27 nur
durch die Ringscheibe 28 mit der gegenüberlic?genden kreisscheibenförmigen Wand
23 der Ventilationsnut 21 gebildet. Die Bodenwand 24 und die über den Umfang gleichmäßig
verteilten Ausnehmungen 26 sind dagegen an bzw. in der Nabe 14 ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren Alternative in Fig. 7 kann der Hilfskörper 27
sowohl auf der Welle 5, als auch auf einem Teil der Nabe 14 des Spinnrotors 4 gelagert
sein. In dieser Ausführungsform
ist die zylindrische Bodenwand
24 der Ventilationsnut 21 auf der Nabe 14 des Spinnrotors 4 vorgesehen und die Luftauslaßlöcher
19 sowie die axial anschließenden Ausnehmungen 26 gehen sowohl durch den Boden 18
sowie durch den Teil der Nabe 14 des Spinnrotors 4 hindurch, der radial außen durch
die zylindrische, die Breite der Ventilationsnut 21 bestimmende Bodenwand 24 abgeschlossen
ist.
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Während der Drehung des Spinnrotors 4 erzeugt die Ventilationsnut
21 zusammen mit der Ausnehmung 26 bzw. den Ausnehmungen 26 in der zylindrischen
Bodenwand 24 eine wirksame Luftströmung aus dem Innenraum 20 des Spinnrotors 4 in
den Hohlraum 7 des Spinngehäuses 3 (Fig. 1). Aus diesem Hohlraum 7 wird dann Luft
in den Luftabführungskanal 12 abgeführt. Die als Ventilatorschaufeln wirkenden Ausnehmungen
26 in der zylindrischen Bodenwand 24 erzeugen an der Stelle des kleinsten Durchmessers
der Ventilationsnut 21 einen wirksamen Sog bzw. eine wirkungsvolle Luftströmung.
Die Fasern, die zufällig in den Bereich der Luftauslaßlöcher 19 gelangen, können
leicht in den Hohlraum 7 abgeführt werden, da die Ausnehmungen 26 erfindungsgemäß
radial höchstens bis zur Hälfte des Querschnittes der Luftauslaßlöcher 19 ragen
und somit keine Flächen für ein unerwünschtes Auffangen von Fasern bilden.
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Die Erfindung eignet sich besonders für Rotoren mit einem Durchmesser
von 30 bis 40, insbesondere etwa 30 mm, welche mit Drehzahlen bis zu 100 000 UpM
umiaufen.