EP3371352B1

EP3371352B1 - Fadenabzugsdüse

Info

Publication number: EP3371352B1
Application number: EP16790339.2A
Authority: EP
Inventors: Michael Basting; Günter BAUR
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2019-08-07
Anticipated expiration: 2036-11-02
Also published as: EP3371352A1; US20180320293A1; WO2017076846A1; CN108291332A; US10669649B2; CN108291332B; DE102015119114A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fadenabzugsdüse für eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung mit einer Stirnfläche, einer Düsenbohrung sowie einer die Stirnfläche und die Düsenbohrung verbindenden, trichterförmig ausgebildeten Garnumlenkfläche, wobei die Stirnfläche an die Garnumlenkfläche anschließt und wobei die Stirnfläche und die Garnumlenkfläche einen Wirkdurchmesser der Fadenabzugsdüse bilden.
Fadenabzugsdüsen sind im Stand der Technik bei Offenend-Rotorspinnvorrichtungen in vielfachen Ausführungen bekannt geworden. Derartige Fadenabzugsdüsen haben die Aufgabe, das ersponnene Garn beim Abziehen aus der Spinnvorrichtung umzulenken und dem abgezogenen Garn einen Falschdrall zu erteilen. Die echte Garndrehung wird in dem frisch gesponnen Faden überwiegend zwischen der Fadenabzugsdüse und der Abzugseinrichtung eingebracht, pflanzt sich jedoch nicht ausreichend bis in die Rotorrille fort. Für eine gute Spinnstabilität ist es jedoch erforderlich, eine möglichst hohe Garndrehung auch im Bereich der Rotorrille zu erreichen. Die Fadenabzugsdüse muss somit einerseits die Fortpflanzung der echten Garndrehung bis in die Rotorrille ermöglichen und andererseits dem Garn möglichst einen zusätzlichen Falschdrall erteilen. Der Falschdrall und damit die Spinnstabilität ist dabei umso größer, je größer der Radius der Garnumlenkfläche ist. Durch den kurbelartigen Umlauf des Garns auf der Fadenabzugsdüse kommt es zudem zu einer vergleichsweise großen Temperaturbeanspruchung sowohl des abgezogenen Fadens als auch der Abzugsdüsen. Der Gestaltung der Fadenabzugsdüse kommt somit eine wesentliche Bedeutung zu.
Aus der DE 32 39 289 C2 ist eine Fadenabzugsdüse mit einer verkürzten Garnberührungsbahn bekannt. Die Verkürzung der Garnberührungsbahn wird dadurch erreicht, dass der obere Teil der Fadenabzugsdüse, in welchem üblicherweise die trichterförmige Garnumlenkfläche in die daran tangential anschließende Stirnfläche übergeht, abgeschnitten ist. Es entsteht somit eine ausgeprägte, umlaufende Kante am Übergang zwischen der Garnumlenkfläche und der ebenen Stirnfläche. Die Abzugskraft, die auf den gesponnenen Faden wirkt, soll dadurch reduziert werden und Fadenbrüche sollen vermieden werden.
Die DE 199 01 147 B4 hält hingegen eine solche Kante für nachteilig, da beim kurbelartigen Umlaufen des Fadens über diese Kante eine hohe Flächenpressung erzeugt wird. Um Überhitzungsschäden an der Fadenabzugsdüse zu vermeiden, schlägt die DE 199 01 147 B4 vor, die Garnumlenkfläche mit einem Krümmungsradius von maximal 3 mm auszubilden. An die Garnumlenkfläche soll die Stirnfläche tangential anschließen und eine das Garn stützende Leitfläche ausbilden, welche als vorteilhaft angesehen wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fadenabzugsdüse vorzuschlagen, welche eine Überhitzung der Abzugsdüse vermeidet und eine gute Fortpflanzung der Garndrehung in die Rotorrille ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Eine Fadenabzugsdüse für eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung weist eine Stirnfläche, eine Düsenbohrung sowie eine die Stirnfläche und die Düsenbohrung verbindende, trichterförmig ausgebildete Garnumlenkfläche auf. Die Stirnfläche schließt an die Garnumlenkfläche an, wobei die Stirnfläche und die Garnumlenkfläche einen Wirkdurchmesser der Fadenabzugsdüse bilden. Die Stirnfläche und die Garnumlenkfläche bilden dabei einen eingangsseitigen Bereich der Fadenabzugsdüse, während die Düsenbohrung einen ausgangsseitigen Bereich der Fadenabzugsdüse bildet. Die Düsenbohrung weist dabei üblicherweise einen konstanten Innenquerschnitt über die Länge bzw. die axiale Ausdehnung der Fadenabzugsdüse auf, während die Garnumlenkfläche einen sich über die axiale Ausdehnung der Fadenabzugsdüse verringernden Innenquerschnitt aufweist. Die Stirnfläche ist dabei im Wesentlichen radial zu der Düsenbohrung orientiert, kann jedoch auch einen gekrümmten oder nach radial außen hin konisch abfallenden Verlauf haben.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass mit einem kleinen Krümmungsradius der Garnumlenkfläche die Garnumlenkfläche verkürzt werden und dadurch die unerwünschte Wärmeentwicklung reduziert werden kann. Allerdings steht dieser Verbesserung der Wärmeentwicklung eine Verringerung des eingebrachten Falschdralls gegenüber, was wiederum die Drehungsfortpflanzung in die Rotorrille verhindert. Die Verkürzung der Garnumlenkfläche geht somit üblicherweise mit einer Verschlechterung der Spinnstabilität einher.
Es ist nun vorgesehen, dass der Wirkdurchmesser der Fadenabzugsdüse weniger als 8 mm beträgt und die Garnumlenkfläche einen Krümmungsradius von weniger als 2,5 mm aufweist. Die vorliegende Erfindung hat herausgefunden, dass neben der eigentlichen Garnumlenkfläche auch die Stirnfläche einen wesentlichen Einfluss auf die Drehungsfortpflanzung hat. Bei der vorliegenden Fadenabzugsdüse ist nicht nur der Radius der Garnumlenkfläche, sondern zugleich auch die gesamte Stirnfläche wesentlich verkleinert, so dass sich insgesamt ein sehr geringer Wirkdurchmesser ergibt. Die Kombination eines kleinen Radius der Garnumlenkfläche mit dem kleinen Wirkdurchmesser bzw. der kleineren Stirnfläche bewirkt dabei eine Veränderung des Verhältnisses von Falsch-Drehungen zu Ist-Drehungen, so dass wesentlich mehr echte Drehungen in der Rotorrille ankommen. Trotz des an sich geringeren Falschdralls kann somit die Gesamtdrehung des Fadens hin zur Rotorrille erhöht werden und somit eine sehr gute Spinnstabilität erreicht werden. Zugleich wird durch die kurze Garnumlenkfläche dennoch die Wärmeentwicklung reduziert und der Faden schonender abgezogen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beträgt ein Kopfdurchmesser der Fadenabzugsdüse weniger als 10 mm. Der Kopfdurchmesser ist dabei als der größte Außendurchmesser der Fadenabzugsdüse definiert. Der Kopfdurchmesser kann dabei unter Umständen auch gleich dem Wirkdurchmesser sein; in der Regel ist der Kopfdurchmesser jedoch etwas größer als der Wirkdurchmesser, so dass radial außen an die Stirnfläche eine weitere, ringförmige Fläche anschließt, die jedoch in der Regel nicht mit dem Faden in Berührung steht. Durch den sehr geringen Außendurchmesser der Fadenabzugsdüse kann die Reibungswärme, die durch den kurbelartig über die Fadenabzugsdüse umlaufenden Faden entsteht, wesentlich besser abgeführt werden, da die Wärmeabstrahlung des Teils des Rotorgehäuses, in dem die Fadenabzugsdüse gelagert ist, nicht durch die Fadenabzugsdüse behindert wird.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Garnumlenkfläche tangential an die Stirnfläche anschließt. Zwischen der Garnumlenkfläche und der Stirnfläche sind somit keinerlei Kanten angeordnet. Die Fortpflanzung der echten Garndrehung in die Rotorrille wird dadurch weiter verbessert. Zugleich ist die Anpresskraft des Fadens am Übergang von der Stirnfläche zur Garnumlenkfläche reduziert, so dass weniger Reibung entsteht und somit die Temperaturbeanspruchung des Fadens reduziert wird. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn auch die Garnumlenkfläche tangential an die Düsenbohrung anschließt.
Um zusätzlich noch eine die Spinnstabilität weiter erhöhende Drehung in den Faden einzubringen, ist es vorteilhaft, wenn die Garnumlenkfläche Makrostrukturen, insbesondere radial angeordnete Kerben, aufweist. Diese regen den Faden in an sich bekannter Weise dazu an, sich um seine Längsachse zu drehen und bringen hierdurch in vergleichsweise fadenschonender Weise einen Falschdrall in den Faden ein.
Vorteilhaft für die Drehungsfortpflanzung bis in die Rotorrille ist es dabei, wenn die Kerben einen radial außen liegenden Kerbeinlauf und einen radial innen liegenden Kerbauslauf aufweisen und der Kerbauslauf in einem Eingangsbereich der Düsenbohrung angeordnet ist. Die Kerbe reicht somit bis in die Düsenbohrung hinein und ist dadurch vergleichsweise steil ausgeführt. Der Faden kann besser in die Kerben einlaufen und erfährt dadurch eine besonders deutliche Längenänderung im umlaufenden Garnschenkel. Dabei ist die Längenänderung und damit auch die durch die Kerbe erzeugte Fadenspannungsspitze umso größer, umso steiler die Kerbe ist. Aufgrund des steileren Auslaufens der Kerben in die Düsenbohrung hinein wird dabei zugleich ein sanfterer Übergang beim Erreichen und Verlassen der Kerbe erreicht, so dass negative Einflüsse der Kerben auf die Garnqualität vermieden werden können.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Kerbauslauf in einer Tiefe zwischen 0,1 mm und 0,5 mm von einem Eingang der Düsenbohrung entfernt angeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung des Kerbauslaufs kann der Faden besonders sicher in die Kerben geführt werden und es wird eine steile Kerbe erreicht.
Daneben ist es vorteilhaft, wenn die Kerben eine flachere Einlaufwand und eine steilere Prallwand aufweisen. Der Faden wird hierdurch sicher über die Einlaufwand bis an den Kerbgrund geleitet. Das Überspringen der Kerben durch den Faden kann hierdurch vermieden werden.
Besonders vorteilhaft ist es aus diesem Grund auch, wenn zwischen der Einlaufwand der Kerbe und der Prallwand ein vorzugsweise ebener, flächig ausgeführter Kerbenboden angeordnet ist. Die Einlaufwand und die Prallwand stoßen somit im Bereich des Kerbgrundes, der im Stand der Technik oftmals gerundet ausgeführt wurde, nicht direkt aneinander. Der über die Einlaufwand eingelaufene Faden läuft daher definiert entlang der Kerbe und wird sicher bis an den Kerbengrund geführt. Im Gegensatz dazu kam es bei bisher üblichen V-förmigen Kerben trotz sanft absteigender Einlaufwand noch immer dazu, dass der Faden nicht bis zum Kerbgrund gelangt, sondern von der Einlaufwand direkt auf die Prallwand springt.
Vorzugsweise weist der Kerbenboden eine Breite zwischen 0,16 mm und 0,22 mm, insbesondere zwischen 0,18 mm und 0,20 mm, auf. Der Faden kann während seines Wegs über den Kerbenboden sanft abgebremst werden und in Richtung der Prallwand gleiten. Das Garn wird somit sicher und über einen längeren Zeitraum der Wirkung der Kerbe ausgebsetzt, wobei zugleich die garnschädigende Wirkung der Kerben reduziert wird. Es hat sich gezeigt, dass mit einer derartigen Breite des Kerbenbodens ein optimaler Kompromiss zwischen der die Spinnstabiltät erhöhenden Wirkung der Kerben einerseits und der Garnqualität andererseits erzielt werden kann.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Einlaufwand und/oder die Prallwand als ebene Flächen, d. h. ungekrümmt, ausgebildet sind. Vorzugsweise ist auch der Kerbenboden zwischen der Prallwand und der Einlaufwand als ebene Fläche ausgebildet. Der Faden wird hierdurch innerhalb der Kerbe über seine gesamte Länge definiert geführt und die Fertigung der Fadenabzugsdüse ist dadurch erleichtert.
Wenn die Einlaufwand und/oder die Prallwand geknickt und/oder gebogen ausgebildet sind, so kann auf diese Weise eine schonendere Fadenbehandlung erfolgen als bei einer ungekrümmten Fläche. Durch die geknickte oder gebogene Fläche wird die steile Fläche verkürzt und durch eine flachere Fläche bis zur Oberseite der Düse fortgesetzt..
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Fadenabzugsdüse beträgt ein Winkel der Prallwand zu einer Kerbmittelebene zwischen 32,5° und 47,5°, vorzugsweise zwischen 35° und 45°, besonders bevorzugt zwischen 37° und 42°. Die Freigabe des Fadens nach seinem Abbremsen durch die Prallwand kann hierdurch ebenfalls sanfter erfolgen und ein undefiniertes Springen des Fadens ebenfalls vermieden werden. Für das sichere Führen des Fadens bis zum Kerbgrund bzw. Kerbenboden ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Winkel der Einlaufwand zu einer Kerbmittelebene zwischen 50° und 65°, vorzugsweise zwischen 52° und 60°, besonders bevorzugt zwischen 54° und 58° beträgt.
Bei einer geknickten oder gebogenen Einlaufwand und/oder der Prallwand ist es vorteilhaft, wenn ein erster Winkel (β₁) eines ersten Teils der Einlaufwand und/oder der Prallwand zu einer Kerbmittelebene zwischen 32,5° und 47,5°, vorzugsweise zwischen 35° und 45°, besonders bevorzugt zwischen 37° und 42° beträgt und ein zweiter Winkel (β2) eines zweiten Teils der Einlaufwand (8) und/oder der Prallwand (9) zum ersten Teil zwischen 10° und 20°, vorzugsweise zwischen 13° und 17° beträgt. Hiermit wird der Faden besonders schonend geführt.
Für das Erzielen einer guten Garnqualität ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Garnumlenkfläche im Bereich der Kerbeinläufe eine umlaufende Ausnehmung, insbesondere eine umlaufende, vorzugsweise gerundete, Nut aufweist. Die Ausnehmung kann dabei direkt an die Kerbeinläufe angrenzen; ebenso ist es möglich, dass durch die Ausnehmung ein oberer Bereich der Kerben mit den ursprünglichen Kerbeinläufen entfernt wird und somit am Übergang der Ausnehmung zur Kerbe sich neue, nun in einem tieferen Bereich der trichterförmigen Garnumlenkfläche liegenden Kerbeinläufe ergeben. Die Ausnehmung selbst kann bis an die Stirnfläche der Fadenabzugsdüse reichen oder auch die Garnumlenkfläche nur unterbrechen. Durch eine derartige Ausnehmung kann eine aggressive Wirkung des Kerbeinlaufs auf den Faden weiter reduziert werden. Anstelle einer umlaufenden Nut ist es auch möglich, die Ausnehmung beispielsweise durch eine kugelförmige Ausnehmung zu bilden.
Um den Faden nach dem Abbremsen sicher wieder freizugeben, beträgt vorzugsweise die Tiefe der Kerbe zwischen 0,14 mm und 0,25 mm, vorzugsweise zwischen 0,16 mm und 0,22 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,16 und 0,20 mm.
Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Darstellung einer Offenendspinnvorrichtung mit einem Spinnrotor und einer Abzugsdüse,
Figur 2: eine schematische Darstellung einer Fadenabzugsdüse mit einem verkleinerten Wirkdurchmesser,
Figur 3: eine schematische Schnittdarstellung einer Fadenabzugsdüse mit einem verkleinerten Wirkdurchmesser und mit Kerben,
Figur 4: eine schematische Schnittdarstellung einer Kerbe einer Fadenabzugsdüse,
Figur 5: eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Fadenabzugsdüse mit einer umlaufenden Ausnehmung,
Figur 6: eine weitere Ausführung einer Fadenabzugsdüse mit einer umlaufenden Ausnehmung sowie
Figur 7: eine weitere Ausführung einer Fadenabzugsdüse mit einer geknickten Prallwand.

Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Spinnrotors 2 sowie einer Fadenabzugsdüse 1 in einer vorliegend nur teilweise dargestellten Offenendspinnvorrichtung. Zur Herstellung eines Fadens F wird dem Spinnrotor 2 in bekannter Weise ein in Einzelfasern aufgelöstes Fasermaterial zugespeist. Der Spinnrotor 2 läuft während der Garnherstellung mit hohen Drehzahlen um, so dass die zugespeisten Fasern in Form eines Faserringes in der Rotorrille 3 des Spinnrotors 2 abgelegt werden. Der neu ersponnene Faden F wird über die Fadenabzugsdüse 1 kontinuierlich abgezogen und reicht mit seinem Ende bis in die Rotorrille 3 des Spinnrotors 2. Aufgrund der Rotation des Spinnrotors 2 entsteht somit ein kurbelartig umlaufender Garnschenkel 4, in welchen die in der Rotorrille 3 abgelegten Fasern eingebunden werden. Die Fadenabzugsdüse 1 ist in an sich bekannter Weise entweder in einem Fortsatz oder in einem Einsatz eines Deckelelements des Rotorgehäuses 17 gelagert.
Die Fadenabzugsdüse 1 weist dabei in üblicher Weise eine zylindrische Düsenbohrung 6 sowie eine gekrümmte Garnumlenkfläche 5 für den abzuziehenden Faden F auf. An den Garnumlenkfläche 5 schließt schließlich noch auf der der Düsenbohrung 6 abgewandten Seite der Fadenabzugsdüse 1 eine Stirnfläche 16 der Fadenabzugsdüse 1 an, die in unterschiedlicher Weise, beispielsweise eben, gewölbt, oder auch in Richtung des Außendurchmessers der Fadenabzugsdüse 1, der hier mit Kopfdurchmesser D_K bezeichnet wird, abfallend ausgebildet sein kann. Die gekrümmte Garnumlenkfläche 5 und die Stirnfläche 16 bilden zusammen einen mit den Faden F in Kontakt stehenden Wirkdurchmesser Dw der Fadenabzugsdüse 1 aus. Die Düsenbohrung 6 liegt in der Regel koaxial zur Drehachse 15 des Spinnrotors 2, so dass der abgezogene Faden F während seines Abzugs aus der Rotorrille 3 über die Garnumlenkfläche 5 um etwa 90° umgelenkt wird. Wie eingangs geschildert, ist es dabei wünschenswert, dass die in den Faden eingebrachte Drehung sich möglichst bis in die Rotorrille 3 fortpflanzt, um eine möglichst gute Spinnstabilität zu erreichen.
Figur 2 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung eine Fadenabzugsdüse 1, welche eine Garnumlenkfläche 5 mit einem sehr geringen Krümmungsradius R von weniger als 2,5 mm sowie einen verkleinerten Wirkdurchmesser D_W von weniger als 8 mm aufweist. Somit ist bei der vorliegenden Fadenabzugsdüse auch die ringförmige Stirnfläche 16 stark verkleinert. Während bei herkömmlichen Fadenabzugsdüsen eine zu starke Verkleinerung des Krümmungsradius R stets vermieden wurde, da dies zugleich mit einer Verringerung der Spinnstabilität verbunden war, hat sich nun überraschend gezeigt, dass dennoch eine gute Spinnstabilität erreicht werden kann, wenn zugleich auch die Stirnfläche 16 bzw. der gesamten Wirkdurchmesser D_W verringert wird. Der Grund hierfür liegt darin, dass aufgrund der besonderen, insgesamt kleinen Abmessungen zwar weniger Falschdrall in den Faden F eingebracht wird, jedoch zugleich die Fortpflanzung der echten Drehung in die Rotorrille 3 bei sonst gleichen Spinnverhältnissen verbessert wird. Es kann somit bei gleicher Geometrie des Spinnrotors 2 allein durch den Einsatz der beschriebenen Fadenabzugsdüse 1 ohne Änderungen der Rotordrehzahl oder der Liefergeschwindigkeit die Gesamtdrehung des Fadens F bis zur Rotorrille erhöht werden. Zugleich wird durch die Geometrie der Fadenabzugsdüse 1 mit einem sehr kleinen Wirkdurchmesser D_W den Faden F schonend abgezogen. Durch die geringere Reibung an der verkürzten Garnumlenkfläche 5 und Stirnfläche 16 verringert sich die Fadenabzugsspannung und zugleich auch die Temperaturbeanspruchung des Fadens F.
Die vorliegend gezeigte Fadenabzugsdüse 1 weist zugleich auch einen besonders geringen Kopfdurchmesser D_K von weniger als 10 mm auf. Wie nun wiederum aus Fig. 1 ersichtlich, wird hierdurch eine besondere große Abstrahlfläche AF an dem in den Spinnrotor 2 hineinragenden Teil des Rotorgehäuses 17, hier einem Fortsatz eines Deckelelements des Rotorgehäuses, erzielt. Die an der Fadenabzugsdüse 1 entstehende, durch die verkürzte Garnumlenkfläche 5 ohnehin bereits reduzierte Reibungswärme kann hierdurch noch besser abgeführt werden. Die thermische Belastung der Fadenabzugsdüse 1 selbst kann hierdurch ebenfalls reduziert werden. Zugleich werden durch die verringerte Oberflächentemperatur an der Fadenabzugsdüse 1 eine Schädigung des abgezogenen Fadens F und Fadenbrüche vermieden. Dies wirkt sich insbesondere bei Chemiefasern sehr vorteilhaft aus. Ebenso werden insbesondere bei Chemiefasern Verschmutzungen der Fadenabzugsdüse 1 vermieden.
Figur 3 zeigt eine Fadenabzugsdüse 1, welche zusätzlich mit Kerben 7 versehen ist, in einer Schnittdarstellung. Die Kerben 7 (vorliegend sind zwei Kerben 7 einander gegenüberliegend erkennbar) sind dabei in der Garnumlenkfläche 5 angeordnet, reichen jedoch bis in die Düsenbohrung 6 hinein. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn sich der Kerbauslauf 11, welcher vorliegend durch den ausgangsseitigen Schnittpunkt bzw. die ausgangsseitige Schnittlinie des Kerbenbodens 12 mit der Innenfläche der Fadenabzugsdüse 1 definiert ist, in einem Abstand A zwischen 0,1 mm und 0,5 mm befindet vom Eingang der Düsenbohrung entfernt befindet. Beispielsweise beträgt der Abstand A 0,25 mm. Der Eingang der Düsenbohrung 6 ist dabei als der Beginn des konstanten Innenquerschnitts der Fadenabzugsdüse 1 definiert und ist vorliegend durch die Tangentialkante zwischen der Garnumlenkfläche 5 und der Düsenbohrung 6 gekennzeichnet. Der Kerbeinlauf 10 ist wiederum im Falle herkömmlicher V-förmiger Kerben durch den gemeinsamen Schnittpunkt der Einlaufwand 8 und der Prallwand 9 mit der Innenfläche des Düsentrichters 5 definiert bzw. im vorliegenden Fall durch die eingangsseitig gelegene Schnittlinie des Kerbenbodens 12 mit der Innenfläche des Düsentrichters.
Figur 4 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Kerbe 7 einer Fadenabzugsdüse 1, mit welcher eine besonders gute und sichere Wirkung der Kerbe 7 auf den abgezogenen Faden F sichergestellt werden kann. Die Kerbe 7 weist dabei in an sich bekannter Weise eine Einlaufwand 8 sowie eine Prallwand 9 auf, die der Faden F während seines kurbelförmigen Umlaufs über den Garnumlenkfläche 5 nacheinander erreicht. Die Rotationsrichtung des Fadens F ist vorliegend durch einen Pfeil symbolisiert. Im Gegensatz zu bekannten Kerbformen, welche stets V förmig ausgeführt waren, ist nun vorgesehen, dass die Einlaufwand 8 und die Prallwand 9 nicht direkt aneinandergrenzen, sondern ein definierter, vorzugsweise eben ausgebildeter, Kerbenboden 12 mit einer definierten Breite B sich zwischen der Einlaufwand 8 und der Prallwand 9 erstreckt. Durch den Kerbenboden 12 zwischen der Einlaufwand 8 und der Prallwand 9 wird sichergestellt, dass der Faden F in jedem Falle den Kerbengrund bzw. den flächigen Kerbenboden 12 erreicht und somit die Kerbe 7 ihre Wirkung auf den Faden F entfalten kann. Ein undefiniertes Springen des Fadens F von der Einlaufwand 8 direkt auf die Prallwand 9 kann hierdurch vermieden werden.
Das sichere Erreichen des Kerbenbodens 12 wird gemäß der vorliegenden Darstellung noch dadurch unterstützt, dass der Faden F über eine vergleichsweise flache Einlaufwand 8 langsam und sanft in Richtung des Kerbenbodens 12 geleitet wird. Der Winkel α zu einer Kerbmittelebene 14 bzw. zu einer Parallelen dazu beträgt vorzugsweise zwischen 54° und 58° und ist beispielsweise mit 56° ausgeführt. Der Kerbenboden 12 weist weiterhin eine Breite B zwischen 0,18 mm und 0,24 mm auf. Beispielsweise beträgt die Breite B des Kerbenbodens 0,22 mm. Der Winkel β der Prallwand 9 zur Kerbmittelebene 14 beträgt hingegen vorzugsweise zwischen 37° und 42°. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform beträgt der Winkel β 40°. Es ergibt sich somit ein Kerbwinkel α + β zwischen der Einlaufwand 8 und der Prallwand 9 von beispielsweise 96°. Als vorteilhaft für die Führung des Fadens F entlang der Kerbe 7 hat es sich weiterhin erwiesen, wenn die Tiefe T der Kerbe 7 zwischen 0,16 mm und 0,20 mm beträgt. Die gezeigte Kerbform trägt somit nicht nur zur Verbesserung der Spinnstabilität, sondern auch zur Verbesserung der Garnqualität bei.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführung einer Fadenabzugsdüse 1, bei welcher die garnschädigende Wirkung des Kerbeinlaufs 10 durch eine umlaufende Ausnehmung 13, hier eine umlaufende Nut, entschärft ist. Der vergleichsweise scharfe Übergang zwischen der gekrümmten Garnumlenkfläche 5 und der Kerbe 7 kann hierdurch sanfter ausgestaltet werden. Die umlaufende Nut weist vorzugsweise einen Radius zwischen 0,15 mm und 0,3 mm auf und reicht vorliegend bis an die Stirnfläche heran. Die Nut könnte jedoch ebenso derart ausgeführt sein, dass sie die Garnumlenkfläche 5 lediglich unterbricht.
Figur 6 zeigt eine andere Ausführung einer Fadenabzugsdüse 1, bei welcher die Kerbeinläufe 10 durch eine kugelförmige Ausnehmung 13 entschärft wurde. Der Radius der kugelförmigen Ausnehmung 13b ist vorzugsweise auf den Innendurchmesser D_I der Düsenbohrung 6 abgestimmt und beträgt zwischen 0,7* D_I und 0,9* D_I. Beispielsweise beträgt der Radius R₂ 0,8* D_I. Die aggressive, garnschädigende Wirkung der Kerbeinläufe 10 kann hierdurch wesentlich reduziert werden.
In Figur 7 ist eine Kerbe 7 dargestellt, in der die Prallwand 9 geknickt ausgebildet ist. Der dem Kerbenboden 12 zugewandte erste Teil der Prallwand 9 ist mit einem Winkel β₁ zu der Kerbmittelebene 14 geneigt. Der dem Rand der Fadenabzugsdüse 1 zugewandte zweite Teil der Prallwand 9 ist flacher ausgebildet und weist einen zweiten Winkel β₂ auf. Mit dieser Art der Kerbe 7 ist eine schonendere Fadenbehandlung möglich als mit den zuvor dargestellten Kerben. da die Prallfläche 9 nicht so stark den Faden abbremst. Eine solche geknickte Ausbildung ist auch für die Einlaufwand 8 zusätzlich oder alternativ zu der geknickten Prallwand 9 möglich.
Es hat sich gezeigt, dass der geringe Krümmungsradius in Kombination mit dem geringen Wirkdurchmesser D_W insbesondere bei einer mit Kerben 7 versehenen Fadenabzugsdüse 1 vorteilhaft ist, da zusätzlich zur Erhöhung des echten Dralls auch noch ein Falschdrall in den Faden F eingebracht wird. Die Spinnstabilität wird hierdurch noch weiter verbessert.

Bezugszeichenliste

1: Fadenabzugsdüse
2: Spinnrotor
3: Rotorrille
4: umlaufender Garnschenkel
5: Garnumlenkfläche
6: Düsenbohrung
7: Kerbe
8: Einlaufwand
9: Prallwand
10: Kerbeinlauf
11: Kerbauslauf
12: Kerbenboden
13: Ausnehmung
14: Kerbmittelebene
15: Drehachse des Spinnrotors
16: Stirnfläche
17: Rotorgehäuse

B: Breite des Kerbenbodens
T: Tiefe der Kerbe
F: Faden
D_K: Kopfdurchmesser
D_I: Innendurchmesser der Düsenbohrung
D_W: Wirkdurchmesser
A: Abstand des Kerbauslaufs vom Eingang der Düsenbohrung
α: Winkel der Einlaufwand
β: Winkel der Prallwand
R: Krümmungsradius der Garnumlenkfläche
AF: Abstrahlfläche

Claims

Fadenabzugsdüse (1) für eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung mit einer Stirnfläche (16), einer Düsenbohrung (6) sowie einer die Stirnfläche (16) und die Düsenbohrung (6) verbindenden, trichterförmig ausgebildeten Garnumlenkfläche (5), wobei die Stirnfläche (16) an die Garnumlenkfläche (5) anschließt und wobei die Stirnfläche (16) und die Garnumlenkfläche (5) einen Wirkdurchmesser (D_W) der Fadenabzugsdüse (1) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkdurchmesser (D_W) der Fadenabzugsdüse (1) weniger als 8 mm beträgt und die Garnumlenkfläche (5) einen Krümmungsradius (R) von weniger als 2,5 mm aufweist.
Fadenabzugsdüse nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kopfdurchmesser (D_K) der Fadenabzugsdüse (1) weniger als 10 mm beträgt.
Fadenabzugsdüse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Garnumlenkfläche (5) tangential an die Stirnfläche (16) anschließt.
Fadenabzugsdüse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Garnumlenkfläche (5) Makrostrukturen, insbesondere radial angeordnete Kerben (7), aufweist.
Fadenabzugsdüse nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (7) einen radial außen liegenden Kerbeinlauf (10) und einen radial innen liegenden Kerbauslauf (11) aufweisen und dass der Kerbauslauf(11) in einem Eingangsbereich der Düsenbohrung (6) angeordnet ist.
Fadenabzugsdüse nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (7) eine flachere Einlaufwand (8) und eine steilere Prallwand (9) aufweisen.
Fadenabzugsdüse nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Einlaufwand (8) und der Prallwand (9) ein Kerbenboden (12) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Kerbenboden (12) eine Breite (B) zwischen 0,16 mm und 0,22 mm, insbesondere zwischen 0,18 mm und 0,20 mm aufweist.
Fadenabzugsdüse nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (β) der Prallwand (9) zu einer Kerbmittelebene (14) zwischen 32,5° und 47,5°, vorzugsweise zwischen 35° und 45°, besonders bevorzugt zwischen 37° und 42° beträgt.
Fadenabzugsdüse nach einem der Ansprüche 6 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Winkel (β₁) eines ersten Teils der Einlaufwand (8) und/oder der Prallwand (9) zu einer Kerbmittelebene (14) zwischen 32,5° und 47,5°, vorzugsweise zwischen 35° und 45°, besonders bevorzugt zwischen 37° und 42° beträgt und ein zweiter Winkel (β₂) eines zweiten Teils der Einlaufwand (8) und/oder der Prallwand (9) zum ersten Teil zwischen 10° und 20°, vorzugsweise zwischen 13° und 17° beträgt.
Fadenabzugsdüse nach einem der Ansprüche 5 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Garnumlenkfläche (5) im Bereich der Kerbeneinläufe (10) eine umlaufende Ausnehmung (13), insbesondere eine umlaufende, vorzugsweise gerundete, Nut aufweist.
Fadenabzugsdüse nach einem der Ansprüche 6 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufwand (8) und/oder die Prallwand (9) eben ausgebildet sind.
Fadenabzugsdüse nach einem der Ansprüche 6 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufwand (8) und/oder die Prallwand (9) geknickt und/oder gebogen ausgebildet sind.
Fadenabzugsdüse nach einem der Ansprüche 4 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tiefe (T) der Kerbe (7) zwischen 0,14 mm und 0,25 mm, vorzugsweise zwischen 0,16 mm und 0,22 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,16 und 0,20 mm beträgt.