DE102022114064A1

DE102022114064A1 - Fadenabzugsdüse sowie Offenend-Spinnvorrichtung mit einer Fadenabzugsdüse

Info

Publication number: DE102022114064A1
Application number: DE102022114064.4A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Thomas; Andreas Jakobinski
Original assignee: Saurer Spinning Solutions GmbH and Co KG
Current assignee: Saurer Spinning Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 2022-06-03
Filing date: 2022-06-03
Publication date: 2023-12-14
Also published as: US20230392299A1; MX2023006613A; EP4286575A1; CN117163749A; US12139824B2; BR102023010513A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einer Fadenabzugsdüse sowie eine Fadenabzugsdüse für eine Offenend-Spinnvorrichtung, mit einer sich zwischen einer Einlauföffnung und einer Abzugsöffnung erstreckenden, sich trichterförmig in Richtung auf die Abzugsöffnung verjüngenden Fadenführungsfläche. Um eine Fadenabzugsdüse sowie eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einer Fadenabzugsdüse bereitzustellen, welche eine kontrollierte Herstellung des Fadens ermöglicht, ist für die Fadenabzugsdüse vorgesehen, dass diese ein von der Fadenführungsfläche vorstehendes Sperrelement mit einer Fadenanschlagfläche aufweist, die derart ausgebildet ist, dass diese einen Fadenumlauf eines Fadens über die Fadenführungsfläche blockiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einer Fadenabzugsdüse sowie eine Fadenabzugsdüse für eine Offenend-Spinnvorrichtung, mit einer sich zwischen einer Einlauföffnung und einer Abzugsöffnung erstreckenden, sich trichterförmig in Richtung auf die Abzugsöffnung verjüngenden Fadenführungsfläche.
Bei der Herstellung von Fäden nach dem Offenend-Rotorspinnverfahren wird der Faden, der aus in eine Rotorrille eines Spinnrotors eingespeisten Fasern gebildet wird, über die Abzugsdüse aus dem Inneren des Rotors abgezogen. Durch die Rotation des Rotors dreht sich dabei der sich zwischen der Rotorrille und der Abzugsdüse erstreckende Fadenschenkel und erteilt dem Faden eine echte Drehung.
Darüber hinaus läuft der Faden während der Abzugsbewegung auch in Umfangsrichtung kontinuierlich über den gesamten Umfang der Abzugsdüse auf der Fadenführungsfläche um. Im Rahmen dieses stattfindenden Fadenumlaufs des Fadens kommt es zu einer schlupfbehafteten Abrollbewegung des Fadens über die Fadenführungsfläche, die einen Falschdrall des Fadens bewirkt. Infolge des kontinuierlichen Umlaufs des Fadens auf der Fadenführungsfläche kreuzt dieser ferner in regelmäßigen Abständen den Bereich der Fasereinleitung in den Spinnrotor, was zu die Fadenqualität beeinträchtigenden Bauchbinden führt. Im Ergebnis resultiert somit die Fadencharakteristik aus einem zufälligen Kontakt des Fadens mit der Fadenführungsfläche der Fadenabzugsdüse und ist nicht das Ergebnis einer gezielten Einstellung. Auch bedingt der kontinuierliche Fadenumlauf über die gesamte Fadenführungsfläche und der damit einhergehende Umlauf des Fadenabzugspunkts an der Rotorrille eine sich über den gesamten Umfang des Rotors erstreckende räumliche Nutzung während der Fadenherstellung.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fadenabzugsdüse sowie eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einer Fadenabzugsdüse bereitzustellen, welche eine kontrollierte Herstellung des Fadens ermöglicht.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Fadenabzugsdüse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Offenend-Spinnvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Fadenabzugsdüse sind in den Ansprüchen 2 bis 8 angegeben. Weiterbildungen der Offenend-Spinnvorrichtung sind in dem abhängigen Anspruch 10 angegeben.
Bei bekannten Offenend-Spinnvorrichtungen wandert der Fadenschenkel, welcher sich von der Rotorrille bis zur Fadenabzugsdüse erstreckt, mit in Umfangsrichtung der Rotorrille umlaufenden Ablösepunkt des Fadens von der Rotorrille auch in Umfangsrichtung auf der Fadenführungsfläche der Abzugsdüse um. Zur Begrenzung dieses Fadenumlaufs auf der Fadenführungsfläche weist die erfindungsgemäße Fadenabzugsdüse ein von der Fadenführungsfläche vorstehendes Sperrelement auf. Das Sperrelement weist dabei eine Fadenanschlagfläche auf, die derart ausgebildet ist, dass diese beim Abziehen des Fadens dessen Fadenumlauf über die Fadenführungsfläche blockiert. Der Faden gleitet somit während der Abzugsbewegung im Bereich zwischen der der Rotorrille zugewandten Einlauföffnung und der der Rotorrille abgewandten Abzugsöffnung an der Fadenanschlagfläche des Sperrelements entlang. Durch die Unterbindung des Fadenumlaufs auf der Fadenführungsfläche wird einem Falschdrall des Fadens in wirkungsvoller Weise vorgebeugt. Die Fadencharakteristik kann durch eine individuelle Ausgestaltung der Kontur der Fadenführungsfläche, wie bspw. dessen trichterförmigen Verlauf von der Einlauföffnung bis zur Abzugsöffnung, in gezielter Weise eingestellt werden, wobei dies u. a. die Haarigkeit, die Drehung sowie den Drall des Fadens betrifft.
Darüber hinaus wird in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Fadenabzugsdüse mit dem Sperrelement gegenüber der Ausrichtung des Fasereinlaufs in den Spinnrotor ein Winkelbereich innerhalb des Rotors geschaffen, welcher keinen Einfluss auf die Fadenerstellung hat. Der Bereich, welcher sich dabei - in Rotationsrichtung des Spinnrotors betrachtet - von dem Sperrelement bis zum Bereich der Fasereinspeisung erstreckt, steht somit als freier Bauraum zur Verfügung, welcher z. B. für eine Rotorreinigung genutzt werden kann. Zudem verhindert das Sperrelement aufgrund einer Blockierung des Fadenumlaufs ein Kreuzen des Fadens mit dem Fasereinlauf, sodass einer damit möglicherweise einhergehenden Bildung von Bauchbinden an dem abgezogenen Faden vorgebeugt wird.
Die Ausgestaltung des Sperrelements mit der den Fadenumlauf blockierenden Fadenanschlagfläche ist grundsätzlich frei wählbar. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das Sperrelement einen sich in Längsachsenrichtung der Fadenabzugsdüse erstreckenden stegartigen Vorsprung aufweist. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung weist das Sperrelement einen Vorsprung auf, bzw. ist aus dem Vorsprung gebildet, welcher sich geradlinig auf der Fadenführungsfläche in Längsachsenrichtung der Fadenabzugsdüse erstreckt, wobei sich die Längsachse durch den Mittelpunkt der Einlauföffnung und der Abzugsöffnung der üblicherweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Fadenabzugsdüse erstreckt. Diese Ausgestaltung der Erfindung gewährleistet eine zuverlässige Fadenführung des Fadens über die Fadenführungsfläche entlang der Fadenanschlagfläche des stegartigen Vorsprungs. Störungen im Fadenlauf über die Fadenabzugsdüse werden dadurch besonders zuverlässig vermieden.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass der Vorsprung eine rechtwinklig zur Fadenführungsfläche verlaufende Fadenanschlagfläche aufweist. Eine entsprechende Ausgestaltung der Fadenanschlagfläche gewährleistet in ergänzendem Maße einen fehlerfreien Fadenlauf entlang des Vorsprungs. Klemmungen des Fadens werden ebenso wie ein Überspringen des Vorsprungs durch den Faden in wirkungsvoller Weise vermieden. Darüber hinaus lässt sich ein entsprechender Vorsprung besonders einfach und kostengünstig an der Fadenführungsfläche anordnen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fadenführungsfläche im Bereich der Einlauföffnung einen in Umfangsrichtung gekrümmten Endabschnitt aufweist. Der gekrümmte Endabschnitt verbessert den Fadenlauf entlang des Sperrelements, wobei der Endabschnitt bevorzugt entsprechend dem Verlauf des sich zwischen der Rotorrille und der Fadenabzugsdüse ausbildenden Fadenschenkels ausgestaltet ist. Störungen bei Abziehen des Fadens aus dem Spinnrotor werden durch eine entsprechende Ausgestaltung des Endabschnitts in besonders vorteilhafter Weise verhindert.
Das Sperrelement kann sich über den gesamten Bereich zwischen der Einlauföffnung und der Abzugsöffnung erstrecken. Es ist auch möglich, dass sich das Sperrelement - in Längsachsenrichtung der Fadenabzugsdüse betrachtet - zwischen der Einlauföffnung und einem mittleren Bereich der Fadenführungsfläche erstreckt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Sperrelement und die Fadenabzugsdüse einstückig ausgebildet. Eine solche Fadenabzugsdüse kann mittels Spritzgussverfahren hergestellt werden, wobei die Werkzeugtrennung vorzugsweise in Längsachsenrichtung der Fadenabzugsdüse entlang der Fadenanschlagfläche des Sperrelementes erfolgt. Bei einer solchen einstückigen Ausführung vereinfacht sich die Herstellung, wenn sich das Sperrelement in Längsachsenrichtung der Fadenabzugsdüse über den gesamten Bereich zwischen der Einlauföffnung und der Abzugsöffnung erstreckt. Das Sperrelement und die Fadenabzugsdüse können aber auch separat gefertigt und erst danach zusammengefügt werden. Die Einzelteile lassen sich dabei einfacher fertigen als bei der einstückigen Ausführung.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fadenanschlagfläche eine Profilierung aufweist. Die Profilierung kann dabei durch eine definierte Oberflächenrauigkeit oder durch das Einbringen von Kerben oder dergleichen in die Fadenanschlagfläche erzeugt werden. Über die Ausgestaltung der Profilierung lassen sich die Fadeneigenschaften in definierter Weise festlegen.
Die Erfindung löst die Aufgabe ferner durch eine Offenend-Spinnvorrichtung, bei der die Fadenführungsfläche der Fadenabzugsdüse ein von der Fadenführungsfläche vorstehendes Sperrelement mit einer Fadenanschlagfläche aufweist, wobei die Fadenanschlagfläche derart ausgebildet ist, dass diese einen Fadenumlauf eines Fadens über die Fadenführungsfläche blockiert. Die erfindungsgemäße Offenend-Spinnvorrichtung gewährleistet neben einer zuverlässigen Fadenherstellung eines Fadens mit definierten Eigenschaften ferner einen in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Fadenabzugsdüse gegenüber der Fasereinbringung freien Bauraum, welcher für Zusatzaggregate, wie bspw. eine Rotorreinigung genutzt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend in den Figuren gezeigt. In den Zeichnungen zeigen:

1 in schematischer Weise im Querschnitt eine Offenend-Spinnvorrichtung;
2 eine perspektivische Ansicht einer Abzugsdüse mit einem Sperrelement und
3 eine Draufsicht auf die Fadenabzugsdüse von 2.

Gemäß 1 weist eine Offenend-Spinnvorrichtung 1 als wesentliche Elemente eine Speisevorrichtung 2, eine als Auflösewalze 3 ausgebildete Auflösevorrichtung, ein Spinnelement, das als Spinnrotor 4 ausgebildet ist, eine als Fadenabzugswalzenpaar 6 ausgebildete Fadenabzugsvorrichtung und eine Fadenaufspulvorrichtung 7 auf. Die Speisevorrichtung 2 weist eine Speisewalze 11 auf, mit welcher eine Speisemulde 12 elastisch zusammenarbeitet. Die Auflösewalze 3 der Auflösevorrichtung ist in einem Gehäuse 5 gelagert, das im gezeigten Ausführungsbeispiel in seiner Umfangswand eine Schmutzabscheideöffnung 8 aufweist. In Fasertransportrichtung gesehen nach der Schmutzabscheideöffnung 8 beginnt ein Faserspeisekanal 9, der sich bis in den Spinnrotor 4 erstreckt. Der Spinnrotor 4 ist in einem Gehäuse 10 angeordnet, das zur Erzeugung eines Spinnunterdrucks über eine Unterdruckleitung 13 mit einer nicht gezeigten Unterdruckquelle verbunden ist. Die Fadenspulvorrichtung 7 besitzt eine Spulwalze 14, von welcher eine Spule 15 angetrieben wird. In das Gehäuse 10 ragt ein Fadenabzugskanal 16.
Während der Produktion wird ein Faserband 18 über die Speisemulde 12 von der Speisewalze 11 zur Auflösewalze 3 gespeist. Die Auflösewalze 3 löst das Faserband 18 in einzelne Fasern 17 auf. Die Fasern 17 werden mittels des Spinnunterdrucks über eine Fasereinspeiseleitung 23 in die Rotorrille 19 des Spinnrotors 4 gebracht und von dort über die Fadenabzugsdüse 21 und den Fadenabzugskanal 16 als Faden 20 mittels eines Fadenabzugswalzenpaares 6 abgezogen und zur Aufspulvorrichtung 7 befördert.
Das Fadenende des Fadens 20, der aus der Rotorrille 19 abgezogen wird, will eigentlich wie eine Kurbel um die mit der Rotorachse (im Wesentlichen) identische Fadenabzugsdüsenachse drehen. Dieses Fadenende wird aber am ruhigen Bestreichen einer trichterförmigen Fadenführungsfläche 28 der Abzugsdüse 21 durch ein Sperrelement 22 gehindert.
Bei der in den 2 und 3 dargestellten Fadenabzugsdüse 21 weist das Sperrelement 22 einen sich in Fadenabzugsdüsenlängsachsenrichtung erstreckenden stegartigen Vorsprung 29 auf, welcher mit einer Fadenanschlagfläche 27 rechtwinklig von der sich von der Einlauföffnung 25 bis zur Abzugsöffnung 24 erstreckenden Fadenführungsfläche 28 vorsteht. Die Fadenanschlagfläche 27 verhindert einen Umlauf des aus der Rotorrille 19 abgezogenen Fadens 20, wobei der Faden 20 beim Abzug aus dem Spinnrotor 4 an der Fadenanschlagfläche 27 abgleitet.
In der 3 erstreckt sich das Sperrelement 22 in Längsachsenrichtung der Fadenabzugsdüse 21 zwischen der Einlauföffnung 25 und einem mittleren Bereich der Fadenführungsfläche 28. Gemäß einer nicht dargestellten Alternative ist es aber auch möglich, dass sich das Sperrelement 22 in Längsachsenrichtung der Fadenabzugsdüse 21 über den gesamten Bereich zwischen der Einlauföffnung 25 und der Abzugsöffnung 24 erstreckt.
Im Bereich der Einlauföffnung 25 ist der Vorsprung 29 in einem Endabschnitt 26 gekrümmt ausgebildet, wobei die Krümmung in Rotationsrichtung des Spinnrotors 4 gerichtet ist, sodass der Faden 20 störungsfrei über den Endabschnitt 26 an der Fadenanschlagfläche 27 entlanggeführt wird.
Bei einer Einspeisung der Fasern 17 über die Fasereinspeiseleitung 23 in dem in 3 dargestellten Fasereinspeisebereich F ergibt sich im Spinnrotor 4 ein freier Bereich, welcher sich in Umfangsrichtung zwischen dem Sperrelement 22 und dem Fasereinspeisebereich F erstreckt und in dem der Spinnrotor 4 weder mit den eingespeisten Fasern 17 noch mit dem abgezogenen Faden 20 in Wirkverbindung gelangt. Dieser Bereich ist somit für hier nicht dargestellte Zusatzaggregate, wie bspw. eine Rotorreinigung nutzbar.
Bezugszeichenliste

1: Offenend-Spinnvorrichtung
2: Speisevorrichtung
3: Auflösewalze
4: Spinnrotor
5: Gehäuse
6: Fadenabzugswalzenpaar
7: Fadenaufspulvorrichtung
8: Schmutzabscheideöffnung
9: Faserspeisekanal
10: Gehäuse
11: Speisewalze
12: Speisemulde
13: Unterdruckleitung
14: Spulwalze
15: Spule
16: Fadenabzugskanal
17: Fasern
18: Faserband
19: Rotorrille
20: Faden
21: Fadenabzugsdüse
22: Sperrelement
23: Fasereinspeiseleitung
24: Abzugsöffnung
25: Einlauföffnung
26: Endabschnitt
27: Fadenanschlagfläche
28: Fadenführungsfläche
29: Vorsprung
F: Fasereinspeisung

Claims

Fadenabzugsdüse (21) für eine Offenend-Spinnvorrichtung (1), mit einer sich zwischen einer Einlauföffnung (25) und einer Abzugsöffnung (24) erstreckenden, sich trichterförmig in Richtung auf die Abzugsöffnung (24) verjüngenden Fadenführungsfläche (28), gekennzeichnet durch ein von der Fadenführungsfläche (28) vorstehendes Sperrelement (22) mit einer Fadenanschlagfläche (27), die derart ausgebildet ist, dass diese einen Fadenumlauf eines Fadens (20) über die Fadenführungsfläche (28) blockiert.
Fadenabzugsdüse (21) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (22) einen sich in Längsachsenrichtung der Fadenabzugsdüse (21) erstreckenden, stegartigen Vorsprung (29) aufweist.
Fadenabzugsdüse (21) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (29) eine rechtwinklig zur Fadenführungsfläche (28) verlaufende Fadenanschlagfläche (27) aufweist.
Fadenabzugsdüse (21) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenführungsfläche (28) im Bereich der Einlauföffnung (25) einen in Umfangsrichtung gekrümmten Endabschnitt (26) aufweist.
Fadenabzugsdüse (21) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sperrelement (22) in Längsachsenrichtung der Fadenabzugsdüse (21) über den gesamten Bereich zwischen der Einlauföffnung (25) und der Abzugsöffnung (24) erstreckt.
Fadenabzugsdüse (21) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sperrelement (22) in Längsachsenrichtung der Fadenabzugsdüse (21) zwischen der Einlauföffnung (25) und einem mittleren Bereich der Fadenführungsfläche (28) erstreckt.
Fadenabzugsdüse (21) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (22) und die Fadenabzugsdüse (21) einstückig ausgebildet sind.
Fadenabzugsdüse (21) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenanschlagfläche (27) eine Profilierung aufweist.
Offenend-Spinnvorrichtung (1) mit einer Fadenabzugsdüse (21), die eine sich zwischen einer Einlauföffnung (25) und einer Abzugsöffnung (24) erstreckende, sich in Richtung auf die Abzugsöffnung (24) verjüngende Fadenführungsfläche (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenführungsfläche (28) ein von der Fadenführungsfläche (28) vorstehendes Sperrelement (22) mit einer Fadenanschlagfläche (27) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass diese einen Fadenumlauf eines Fadens (20) über die Fadenführungsfläche (28) blockiert.
Offenend-Spinnvorrichtung (1) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Fadenabzugsdüse (21) nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8.