DE4411972A1 - Kühlvorrichtung an einer Offenend-Spinnvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung an einer Offenend-Spinnvorrichtung, die einen in einem Rotorgehäuse mit hoher Drehzahl umlaufenden Spinnrotor, eine das Rotorgehäuse im Betriebszustand verschließende Kanalplatte sowie eine in den Spinnrotor reichende Fadenabzugsvorrichtung aufweist.

Offenend-Spinnvorrichtungen mit Kühlvorrichtungen sind beispielsweise durch die DE-OS 21 59 120 bekannt. Bei dieser Spinnvorrichtung wird versucht, die klimatischen Bedingungen im Bereich der Spinnvorrichtung weitestgehend konstant zu halten, indem die Spinnvorrichtung durch zwei getrennte Luftströme beaufschlagt wird. Der die Einzelfasern zum Spinnrotor befördernde Transportluftstrom fungiert dabei gleichzeitig als Kühlluft für den Fadenabzugsbereich, während ein zusätzlicher Kühlluftstrom den Lagerbereich der Spinnvorrichtung kühlt.

Es ist seit langem bekannt, daß beim Spinnen nach dem Offenend-Rotorspinnverfahren die erreichbare Rotordrehzahl sowohl von den anstehenden Fadenzugkräften als auch von der an der Fadenabzugsdüse auftretenden Temperatur abhängig ist.

Bei der Verarbeitung von Kunststoffasern, insbesondere Polyesterfasern oder Mischungen aus Naturfasern und Kunststoffasern sind daher die Betriebsgeschwindigkeiten derartiger Offenend-Rotorspinnmaschinen begrenzt. Die Offenend-Spinnmaschinen können nicht mit den theoretisch erreichbaren hohen Drehzahlen betrieben werden, da in diesem Fall auf Reibungswärme beruhende Überhitzungsschäden an den Kunstfasern auftreten. Es ist deshalb üblich, die Offenend-Rotorspinnmachinen, wenn Kunstfasern verarbeitet werden sollen, mit reduzierter Geschwindigkeit zu betreiben, das heißt, nicht mit der maximal möglichen Rotordrehzahl. Dies stellt im Vergleich zu den theoretisch erreichbaren Rotordrehzahlen einen erheblichen Produktionsverlust dar, da die Produktion einer Offenend-Rotorspinnmaschine direkt proportional zu der Rotordrehzahl ist. Obgleich dieses Problem der Schädigung von Kunstfasern oder Chemiefasern schon lange bekannt ist, konnte bislang keine befriedigende Lösung gefunden werden.

Es ist beispielsweise bekannt (DE-AS 24 10 940) auf einen in der Funktion mit einer Fadenabzugsdüse vergleichbaren Fadenführungstrichter einen Kühlluftstrom zu richten. Dies hat jedoch nicht zu einer brauchbaren Lösung geführt.

Durch die DE 40 07 517 A1 und die DE 41 19 264 A1 ist es weiter bekannt, die im Bereich der Fadenabzugsdüsen auftretende Reibungswärme mittels spezieller, wärmeableitfähiger Düsen abzuführen und auf diese Weise eine Schädigung der Fasern zu vermeiden. Da sich die Entstehung der Reibungswärme, die von dem Reibwert, der Normalkraft zwischen Garn und Kontaktfläche der Abzugsdüse und der Gleitgeschwindigkeit abhängig ist, aus spinntechnologischen Gründen nicht wesentlich verringern läßt, werden gemäß dieser Schutzrechtsanmeldungen Fadenabzugsdüsen eingesetzt, die einen hohen Wärmeleitwert von lambda < 80 W/mK aufweisen. Die Lebensdauer derartiger Abzugsdüsen ist allerdings begrenzt.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kühlvorrichtung an einer Offenend-Rotorspinnvorrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, wie sie Gegenstand des Anspruches 1 ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die doppelwandig ausgebildete Kanalplatte mit ihrem die Fadenabzugsvorrichtung umschließenden Kühlraum, der über Anschlußstutzen an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist, bietet dabei den Vorteil, daß auf einfache Weise eine hervorragende Wärmeabfuhr in diesem kritischen Spinnbereich gewährleistet werden kann. Auf diese Weise wird es möglich, vorhandene, in der Praxis vielfach bewährte, hochverschleißfeste Keramikdüsen einzusetzen, ohne daß einer für das Garn schädliche Temperaturerhöhung an den Abzugsdüsen zu befürchten ist. Der Einsatz der erfindungsgemäßen doppelwandigen Kanalplatte ermöglicht eine kontinuierliche Temperierung des Spinnprozesses, so daß es beispielsweise möglich wird, PES-Fasern mit wesentlich höheren Rotordrehzahlen zu verarbeiten, was zu einer entscheidenden Erhöhung der Produktivität der Spinnmaschine führt.

Vorteilhafterweise sind die Kühlräume aller Spinnvorrichtungen einer Offenend-Spinnmaschine an einen gemeinsamen spinnmaschineneigenen Kühlmittelkreislauf angeschlossen. Bei einer derartigen Ausgestaltung hält sich der zusätzliche konstruktive Aufwand im Rahmen und hat sich über die erhöhte Produktion in kürzester Zeit amortisiert.

Der Kühlmittelkreislauf kann als geschlossenes System oder als offenes System ausgebildet sein. Während ein offenes System von der technischen Ausführung her einfacher und damit kostengünstiger ist, weist das geschlossene System Vorteile hinsichtlich äußerer Einflüsse auf, zum Beispiel können keine Staubpartikel oder dergleichen in das Kühlmittel gelangen.

In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, daß innerhalb des Kühlkreislaufes ein flüssiges Kühlmedium zum Einsatz kommt. Kühlwasser bietet beispielsweise den Vorteil, daß es einerseits hinsichtlich seiner Wärmeleitfähigkeit gut geeignet und andererseits bezüglich eventueller Leckagen oder dergleichen unproblematisch ist.

Da sich Fadenzugkraft und Temperatur an der Fadenabzugsdüse gegenseitig beeinflussen, ist außerdem vorgesehen, das Maß der Temperierung der Kanalplatten einstellbar zu gestalten. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, konstruktive Maßnahmen zur Regelung der Durchflußmenge des Kühlmittels vorzusehen.

In Weiterbildung der Erfindung ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, als Druckquelle für das Kühlmedium eine Verstellpumpe einzusetzen. Durch entsprechende Anpassung der Fördermenge kann damit an den Kanalplatten die optimale Temperatur eingestellt werden.

In alternativer oder zusätzlicher Ausgestaltung weist wenigstens eine der zum Kühlraum der Spinnvorrichtungen führenden Hydraulikleitungen ein ansteuerbares Stromregelventil auf. Eine solche Ausbildung ermöglicht gegebenenfalls eine individuelle Temperierung jeder einzelnen Spinnvorrichtung, was zum Beispiel bei Mehrpartienbelegung der Spinnmaschine sehr vorteilhaft ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung mit der erfindungsgemäßen Kanalplatte, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Kanalplatte gemäß Ansicht X der Fig. 1,

Fig. 3 die Kanalplatte gemäß Schnitt III-III der Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 1 zum Offenend-Rotorspinnen ist Bestandteil einer (nicht dargestellten) Spinnmaschine, die auf beiden Seiten eine Vielzahl gleichartiger, in einer Reihe nebeneinander angeordneter Vorrichtungen 1 aufweist. Jede Vorrichtung enthält einen Spinnrotor 2, der aus einem Rotorkopf 3 und einen Rotorschaft 4 zusammengefügt ist. Der Rotorschaft 4 ist in einer Stützscheibenlagerung 5 gelagert und stützt sich endseitig an einem Axiallager 6 ab. Der Antrieb des Spinnrotors erfolgt über einen Endlostangentialriemen 7.

Der Rotorkopf 3 läuft innerhalb eines Rotorgehäuses 8 mit hoher Rotationsgeschwindigkeit um. Das Rotorgehäuse 8 ist über eine Unterdruckleitung 9 mit einer (nicht dargestellten) Unterdruckquelle verbunden und wird nach vorne durch eine Kanalplatte 10 verschlossen. Die Kanalplatte 10 ist, wie üblich, in einem Verdeck 11 angeordnet, das, in nicht näher dargestellter Weise, in Richtung des Pfeiles S abklappbar gelagert ist und in abgeklapptem Zustand den Zugriff auf den Spinnrotor 2 freigibt.

Die Kanalplatte 10, die über eine Dichtung 12 luftdicht am Rotorgehäuse 8 anliegt, ragt mit ihrem Kanalplattenfortsatz 33 teilweise in den Spinnrotor 2 und weist außerdem eine insgesamt mit 13 bezeichnete Fadenabzugsvorrichtung auf, die im einzelnen aus einer Fadenabzugsdüse 14 sowie einem endseitigen Abzugsröhrchen 15 besteht.

Die Spinnvorrichtung 1 enthält des weiteren eine Zuführ- und Auflöseeinrichtung 16, 17, wobei die Auflösewalze 16, die mit Nadeln oder Zähnen besetzt ist, über einen Endlostangentialriemen 18 angetrieben wird, während der Antrieb der Zuführwalze 17 über eine maschinenlange Antriebswelle 19 erfolgt. Die Zuführwalze 17 ist über ein Schneckengetriebe 20 sowie eine Elektromagnetkupplung 21 an die Antriebswelle 19 angeschlossen. Die von der Zuführ- und Auflöseeinrichtung 16, 17 aus einem (nicht dargestellten) Vorlageband ausgelösten Fasern gelangen über einen Faserleitkanal 22 in den Spinnrotor 2, wo sie zu einem Faden umgeformt werden, der über die Fadenabzugseinrichtung 13 abgezogen wird.

Da, wie vorstehend bereits ausgeführt, während des Fadenabzuges im Bereich der Fadenabzugsdüse 14 Reibungswärme entsteht, ist, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, die Kanalplatte 10 doppelwandig ausgebildet. Das bedeutet, die Kanalplatte weist auf ihrer Rückseite einen Kühlraum 23 auf, der über rückwärtige Anschlußstutzen 24, 25 an einen spinnmaschineneigenen Kühlmittelkreislauf 26 angeschlossen ist. Die Anschlußstutzen 24 und 25 stehen dabei über Hydraulikleitungen 27 beziehungsweise 29 mit einem Wärmetauscher 28 beziehungsweise einer Kühlmittelpumpe 30 in Verbindung. Bei der Kühlmittelpumpe handelt es sich vorzugsweise um eine Verstellpumpe, so daß die Fördermenge des Kühlmittels exakt eingestellt werden kann. In alternativer oder zusätzlicher Ausgestaltung kann wahlweise in die Hydraulikleitung 27 ein Stromregelventile 31 eingeschaltet werden, das über eine Steuerleitung 32 definiert ansteuerbar ist.

Das im Ausführungsbeispiel dargestellte offene System stellt lediglich eine Ausführungsvariante der Erfindung dar. Selbstverständlich kann es auch vorteilhaft sein, den Kühlmittelkreislauf 26 als geschlossenes System auszubilden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß der Wärmetauscher 28 hinter der Kühlmittelpumpe 30 positioniert ist beziehungsweise daß das Stromregelventil 31 Bestandteil der Hydraulikleitung 29 ist. Erfindungswesentlich für eine kontinuierliche Temperierung des Spinnprozesses ist die Anordnung eines Kühlmittel durchflossenen Kühlraumes im Bereich der Fadenabzugseinrichtung.

Claims (8)

1. Kühlvorrichtung an einer Offenend-Spinnvorrichtung, die einen in einem Rotorgehäuse mit hoher Drehzahl umlaufenden Spinnrotor, eine das Rotorgehäuse im Betriebszustand verschließende Kanalplatte sowie eine in den Spinnrotor reichende Fadenabzugsvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelwandig ausgebildete Kanalplatte (10) einen die Fadenabzugsvorrichtung (13) umschließenden Kühlraum (23) besitzt, der über Ansaugstutzen (24, 25) an einen Kühlmittelkreislauf (26) anschließbar ist.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlräume (23) der einzelnen Spinnvorrichtungen (1) einer Offenend-Rotorspinnmaschine an einen gemeinsamen, spinnmaschineneigenen Kühlmittelkreislauf (26) angeschlossen sind.

3. Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der spinnmaschineneigene Kühlmittelkreislauf (26) als geschlossenes System ausgebildet ist.

4. Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der spinnmaschineneigene Kühlmittelkreislauf (26) als offenes System ausgebildet ist.

5. Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel zum Abführen der im Bereich der Fadenabzugsvorrichtung (13) auftretenden Reibungswärme ein flüssiges Kühlmedium Verwendung findet.

6. Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Temperierung der Kanalplatten (10) durch Regelung der Durchflußmenge des Kühlmittels einstellbar ist.

7. Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge des Kühlmittels über eine verstellbare Kühlmittelpumpe (30) definiert einstellbar ist.

8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens jeweils eine der zum Kühlraum (23) einer Spinnvorrichtung (1) führenden Anschlußleitungen (27, 29) ein ansteuerbares Stromregelventil (31) aufweist.