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Die
Erfindung betrifft eine Faserbandauflöseeinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Derartige
Faserbandauflöseeinrichtungen mit
einem Auflösewalzengehäuse, das
in Walzendrehrichtung hinter der Faserbandzuführeinrichtung eine Schmutzaustrittsöffnung aufweist,
sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt und beispielsweise in der
DE 29 04 841 A1 oder der
DE 32 21 385 A1 beschrieben.
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Bekanntlich
stellt beim Offenend-Rotorspinnen die Schmutzabscheidung am Auflösewalzengehäuse ein
im Hinblick auf eine einwandfreie Verarbeitung der Faserstoffe wichtiges
Element dar.
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Wenngleich
die Technologie der Schmutzabscheidungseinrichtungen seit langem
bekannt ist und relativ einfach erscheint, handelt es sich bei diesen Einrichtungen
doch um sehr diffizile, empfindlich auf Veränderungen reagierende Vorrichtungen.
Bereits kleine Modifikationen an der Schmutzabscheidung beeinflussen
das Ergebnis nicht nur in Bezug auf die ausgeschiedene Schmutzmenge,
sondern auch das Spinnergebnis insgesamt.
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Wie
bekannt und beispielsweise in der
DE 29 04 841 A1 beschrieben, wird das zwischen
einer Faserbandeinzugswalze und einer Speisemulde zugeführte Faserband
durch die Auflösewalze
in Einzelfasern zerlegt. Bei diesem Vorgang werden auch weitestgehend
Schmutzpartikel und Fasern getrennt.
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Die
Auflösewalze
transportiert beide Bestandteile über eine Faserleitfläche in den
Bereich einer Schmutzaustrittsöffnung.
Bei diesem Transport werden sowohl die Fasern als auch die Schmutzpartikel
durch die Auflösewalze
beziehungsweise durch eine mit der Auflöswalze umlaufende Luftströmung in kürzester
Zeit auf eine hohe Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt. Die Masseteilchen,
also Fasern und Schmutzpartikel, haben infolge der auf sie wirkenden
Zentrifugalkraft das Bestreben, die Kreisbahn tangential zu verlassen,
sobald die zwangsläufige
mechanische Führung
unterbrochen wird, wie dies im Bereich der Schmutzaustrittsöffnung geschieht.
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Um
zu verhindern, daß sich
im Bereich der Schmutzaustrittsöffnung
neben den Schmutzpartikeln auch spinnbare Fasern von der Auflösewalze
lösen,
ist die Schmutzaustrittsöffnung
auch als Ansaugöffnung
für eine
in das Auflösewalzengehäuse eintretende
Zusatzluftströmung
ausgelegt. Diese auf die Auflösewalze
gerichtete Zusatzluftströmung
hält die
Fasern, die im Verhältnis
zu ihrer geringen Masse eine relativ große spezifische Oberfläche aufweisen, quasi
als „pneumatische
Führung" an der Auflösewalze
fest. Schmutzpartikel, die aufgrund ihrer größeren Masse eine deutlich höhere kinetische
Energie aufweisen, überwinden
dagegen diese Luftströmung und
werden tangential weggeschleudert.
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Bei
derartigen Vorrichtungen ist die Qualität der Reinigung, das heißt, das
Maß der
ausgereinigten Trash-Partikel sowie der Verlust an brauchbaren Fasern
im hohen Maße
von der richtigen Intensität und
der Richtung des vorbeschriebenen Zusatzluftstromes abhängig.
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Die
bekannten Faserbandauflöseeinrichtungen,
wie sie beispielsweise in der
DE 29 04 841 A1 beschrieben sind, haben sich
in der Praxis im Prinzip bewährt,
es hat sich jedoch gezeigt, dass es bei derartig gestalteten Faserbandauflöseeinrichtungen während des
Betriebes gelegentlich zu Problemen kommen kann, die auf eine unvollständige Auflösung des
Faserbandes zurückzuführen sind.
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Das
heißt,
bei den bekannten Faserbandauflöseeinrichtungen
besteht die Gefahr, dass sich das zugeführte Faserband während des
Betiebes allmählich
verbreitert und schließlich
aus dem Bereich der Auflösewalzengarnitur
heraus in den Bereich der die Auflösewalzengarnitur begrenzenden
Seitenflansche der Auflösewalze
gelangt. In diesem Fall können
sich unkontrolliert Faserklumpen aus dem Faserband lösen, was
anschließend
zu Garnfehlern oder Fadenbrüchen
führt.
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Um
zu verhindern, dass das Faserband in den Bereich der Seitenflansche
ausweichen kann, wurden die Seitenflansche der Auflösewalzen
hinter entsprechende Wandungsteile des Auflösewalzengehäuses versenkt.
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Durch
den versenkten Einbau der Auflösewalzenseitenflansche
konnte zwar das Auswandern des Faserbandes in diese Bereiche vermieden
werden, der versenkte Einbau der Auflösewalzenseitenflansche führte jedoch
zu einer deutlichen Verringerung der Breite der Schmutzaustrittsöffnung.
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Da
im Rotorgehäuse
eines Offenend-Spinnaggregates während
des Spinnprozesses Unterdruck herrschen muss, ist es notwendig,
stets eine bestimmte Luftmenge abzusaugen. Die Querschnittsreduzierung
im Bereich der Schmutzaustrittsöffnung
führte
zu einer Erhöhung
der Strömungsgeschwindigkeit
der in das Auflösewalzengehäuse eintretenden
Zusatzluftströmung.
Diese Erhöhung
der Strömungsgeschwindigkeit
führte
wiederum zu Problemen beim Ausscheiden relativ leichter Trash-Partikel,
da diese den kritischen Bereich der eintretenden, relativ starken
Zusatzluftströmung
jetzt zum Teil nicht mehr überwinden
konnten. Dieser kritische Bereich ist insbesondere am unteren Rand
der Schmutzaustrittsöffnung
gegeben, da die Schmutzpartikel in diesem Bereich bereits einen
großen
Teil ihrer kinetischen Energie verloren haben, so dass die Gefahr besteht,
dass die leichten Trash-Partikel durch den entgegenstehenden Luftstrom
vollständig abgebremst
und anschließend
zur Auflösewalze
zurückbefördert werden.
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In
der
DE 42 34 587 A1 ist
des Weiteren ein Auflösewalzengehäuse für eine Offenend-Spinnvorrichtung
beschrieben, bei dem mit den Schmutzpartikeln in Berührung kommende
Wandungsabschnitte mit einer schmutzabweisenden Beschichtung versehen
sind.
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Die
in Drehrichtung der Auflösewalze
vor und hinter der Schmutzaustrittsöffnung angeordneten Wandungsabschnitte
sind außerdem
in Flugrichtung der Schmutzpartikel geneigt, wobei wenigstens der hintere
Wandungsabschnitt beschichtet ist.
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Ausgehend
von Faserbandauflöseeinrichtungen
der vorstehend beschriebenen Gattung liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, die bekannten Faserbandauflöseeinrichtungen durch Modifikation des
Auflösewalzengehäuses 30 so
zu verbessern, dass im Bereich der Schmutzaustrittsöffnung eine Luftströmung ansteht,
die ein Ausscheiden auch leichter Schmutzpartikel zuverlässig ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung gelöst,
wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung
der Innenwandung der Seitenwände
des Auflösewalzengehäuses hat
insbesondere den Vorteil, dass durch die Verbreiterung des Querschnittes
im kritischen Strömungsbereich
die Strömungsgeschwindigkeit der
eintretenden Zusatzluftströmung
deutlich reduziert und damit diese Zone entscheidend entschärft werden
konnte.
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Die
Innenwandungen der Seitenwände
divergieren dabei in Flugrichtung der ausgeschiedenen Schmutzpartikel.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung
der Innenwandungen ist außerdem
sichergestellt, dass die austretenden Schmutzpartikel nicht gegen
die Innenwandungsflächen
prallen und dabei ihre kinetische Energie verlieren. Das heißt, die
divergierende Ausbildung der Innenwandungen gewährleistet, dass Trash-Partikel
auch gegen die eintretende Luftströmung zuverlässig entsorgt werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
besitzen die Innenwandungen, wie im Anspruch 2 dargelegt, einen
Innenbereich, der orthogonal zur Achse der Auflösewalze verläuft, sowie
sich daran anschließende,
geneigt angeordnete Randbereiche.
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Eine
solche Ausbildung gewährleistet
kontinuierliche Strömungsverhältnisse
im Bereich der Schmutzaustrittsöffnung,
wobei die Luftströmung
im kritischen Außenbereich
am schwächsten
ist.
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Gemäß Anspruch
3 sind die Randbereiche dabei vorteilhafterweise als plane Flächen ausgebildet,
da derartige plane Flächen
relativ kostengünstig herstellbar
sind.
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Wie
im Anspruch 4 dargelegt, beträgt
der Neigungswinkel zwischen den Innenbereichen und den Randbereichen
vorzugsweise zwischen 3° und 25°. Es hat
sich gezeigt, dass insbesondere bei Neigungswinkeln, die in diesem
Bereich liegen, optimale Strömungsverhältnisse
gegeben sind.
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Die
Neigungswinkel zwischen den Innenbereichen und den Randbereichen
können
dabei entweder, wie im Anspruch 5 beschrieben einheitlich ausgebildet
sein, was die Fertigung vereinfacht oder, wie im Anspruch 6 dargelegt,
jeweils unterschiedliche Winkelstellungen aufweisen. Eine solche
Ausführungsform
kann bei speziellen Spinnmaterialien Vorteile bringen, da auf diese
Weise eine feinfühlige Anpassung
der Strömmungsverhältnisse
möglich
ist. Die Randbereiche enden vorteilhafterweise in einem Wandungsrand,
der über
seine gesamte Länge
eine gleichbleibende Dicke aufweist.
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Wie
im Anspruch 7 dargelegt, ist in bevorzugter Ausführungsform vorgesehen, dass
die zum Wandungsrand hin, das heißt in Flugrichtung der Trash-Partikel,
divergierende verlaufenden Innenwandungen der Seitenflächen des
Auflösewalzengehäuses konvex
gewölbt
ausgebildet sind.
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Die
konvex gewölbten
Innenwandungen beginnen dabei jeweils an einem Ringsegmentabschnitt,
der im Bereich der Bohrung für
die Auflösewalzenachse
angeordnet ist und der orthogonal zur Achse der Auflösewalze
verläuft.
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Die
konvexe Wölbung
der Innenwandung erstreckt sich dabei übergangslos über den
gesamten Wandungsabschnitt, was zu optimalen Strömungsverhältnissen führt.
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Der
Wandungsrand weist vorzugsweise, wie im Anspruch 8 dargelegt, über seine
gesamte Länge eine
gleichmäßige Dicke
auf.
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Gemäß Anspruch
9 ist in bevorzugter Ausführungsform
vorgesehen, das Auflösewalzengehäuse einstückig auszubilden.
Auf diese Weise werden bereits bei der Fertigung Übergangsspalte
beziehungsweise Fugen, die erfahrungsgemäß bei Faserbandauflöseeinrichtungen
potentielle Fehlerquellen darstellen, vermieden.
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Die
im Anspruch 10 beschriebene Doppelabstufung der Walzenaufnahmeöffnung führt in Verbindung
mit einer entsprechenden Ausbildung des vorderen Abdeckflansches
der Auflösewalze
zu einer labyrinthartigen Abdichtung der Walzenaufnahmeöffnung.
Auf diese Weise können
der Eintritt von Falschluft und damit Verflugung weitestgehend vermieden
werden.
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Die
vorteilhafte Ausbildung gemäß der Ansprüche 11 und
12 ermöglicht
den Einsatz eines auswechselbar angeordneten Faserleitkanales. Dieser Faserleitkanal
kann im Bedarfsfall problemlos ein- oder ausgebaut werden.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung sind den nachfolgend anhand der Zeichnungen
erläuterten Ausführungsbeispielen
entnehmbar.
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Es
zeigt:
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1 ein
Offenend-Spinnaggregat mit einer in einem Deckelelement angeordneten
Faserbandauflöseeinrichtung,
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2 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Auflösewalzengehäuses der
Faserbandauflöseeinrichtung,
in Vorderansicht,
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3 das
Auflösewalzengehäuse gemäß 2,
in Ansicht des Pfeiles X,
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4 ein
weiteres, bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Auflösewalzengehäuses, in
Vorderansicht,
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5 das
Auflösewalzengehäuse gemäß 4,
in Ansicht des Pfeiles Y.
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Das
in 1 dargestellte Offenend-Spinnaggregat beträgt insgesamt
die Bezugszahl 1.
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Das
Spinnaggregat verfügt,
wie bekannt, über
ein Rotorgehäuse 2,
in dem ein Spinnrotor 3 mit hoher Drehzahl umläuft. Der
Spinnrotor 3 ist dabei mit seinem Rotorschaft 4 im
Zwickel einer Stützscheibenlagerung 5 abgestützt und
wird durch einen maschinenlangen Tangentialriemen 6, der
durch eine Andrückrolle 7 angestellt
ist, beaufschlagt.
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Das
an sich nach vorne hin offene Rotorgehäuse 2 ist während des
Betriebes durch ein schwenkbar gelagertes Deckelelement 8,
in das eine (nicht näher
dargestellte) Kanalplatte mit einer Dichtung 9 eingearbeitet
ist, verschlossen. Das Rotorgehäuse 2 ist
außerdem über eine
entsprechende Absaugleitung 10 an eine Unterdruckquelle 11 angeschlossen,
die den im Rotorgehäuse 2 notwendigen Spinnunterdruck
erzeugt.
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In
das Deckelelement 8 ist ein vorzugsweise auswechselbarer
Kanalplattenfortsatz, ein sogenannter Kanalplattenadapter 12,
eingelassen, der die Fadenabzugsdüse 13 sowie den Mündungsbereich des
Faserleitkanales 14 aufweist. An die Fadenabzugsdüse 13 schließt sich
ein Fadenabzugsröhrchen 15 an.
Am Deckelelement 8, das um die Schwenkachse 16 begrenzt
drehbar gelagert ist, ist zum Beispiel über Schraubenbolzen 18 sowie
entsprechende Paßmittel
ein Auflösewalzengehäuse 17 festgelegt. Das
Deckelelement 8 weist rückseitig
Lagerkonsolen 19, 20 zur Lagerung der Auflösewalze 21 beziehungsweise
des Faserbandeinzugszylinders 22 auf. Die Auflösewalze 21 wird
im Bereich ihres Wirtels 23 durch einen umlaufenden, maschinenlangen
Tangentialriemen 24 angetrieben, während der (nicht dargestellte)
Antrieb des Faserbandeinzugszylinders 22 vorzugsweise über eine
Schneckengetriebeanordnung erfolgt, die auf eine maschinenlange
Antriebswelle 25 geschaltet ist.
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Das
Auflösewalzengehäuse 17,
das anhand der 2 bis 5 näher erläutert wird,
ist während des
Spinnprozesses durch einen Verschlußdeckel 26, der durch
einen Hebel 27 gesichert ist, nach vorne verschlossen.
Im unteren Bereich weist das Auflösewalzengehäuse 17 eine in Drehrichtung
der Auflösewalze
hinter dem Faserbandeinzugszylinder 22 angeordnete Schmutzaustrittsöffnung 28 auf,
durch die die aus dem Faserband ausgelösten Schmutzpartikel 29 ausgeschieden
und über
die schematisch dargestellte Schmutzabtransporteinrichtung 30 entsorgt
werden können.
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Die 2 und 3 zeigen
eine erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Auflösewalzengehäuses 17.
Das Auflösewalzengehäuse 17 verfügt über eine
Walzenaufnahmeöffnung 31,
die an ihrer Vorderseite eine Doppelabstufung 32 aufweist. In
die rückwärtige Grundfläche 33 der
Walzenaufnahmeöffnung 31 ist
eine Bohrung 34 eingearbeitet, die vom Wirtel 23 der
Auflösewalze 21 durchfasst
wird.
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Die
Umfangsfläche 35 der
Walzenaufnahmeöffnung 31 ist
zwischen der Faserbandeinspeisestelle, die durch die Bohrung 36 für den Faserbandeinzugszylinder 22 erkennbar
ist, und der Prallwand 37 offen und bildet in diesem Bereich
unter anderem eine Schmutzaustrittsöffnung 28. Die Walzenaufnahmeöffnung 31 wird
außerdem
durch eine Stufenbohrung 38 tangiert, die der Aufnahme
eines auswechselbar festlegbaren Faserleitkanales 14 dient.
Die Stufenbohrung 38 läuft
in einer tangentialen Verlängerung 39 in
der Walzenaufnahmeöffnung 31 aus. Das
Auflösewalzengehäuse 17 besitzt
außerdem eine
Lagerbohrung 40 für
den Verriegelungshebel 27 sowie Gewindebohrung 41 zur
Befestigung des Auflösewalzengehäuses 17 am
Deckelelement 8.
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Das
Auflösewalzengehäuse 17 weist
eine vordere 43 und eine hintere 44 Seitenwand
auf. Die Seitenwände 43, 44 sind
jeweils orthogonal zur Achse 42 der Auflösewalze 21 angeordnet.
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Beim
Ausführungsbeispiel
gemäß den 2 und 3 besteht
die Innenwandung 45 der Seitenwände 43, 44 jeweils
aus drei Wandungsabschnitten. Die Innenbereiche 46 sind
orthogonal zur Achse 42 der Auflösewalze 21 angeordnet,
das heißt,
sie verlaufen parallel zueinander. Die anschließenden Randbereiche 47, 48 der
Seitenwände 43, 44 sind
jeweils nach außen
geneigt, das bedeutet, die aneinander gegenüberliegenden Randbereiche der
Seitenwände 43, 44 divergieren
zum Wandungsrand 49 hin. Die Fläche der Randbereiche 47, 48 ist
dabei bezüglich
der Achse 42 der Auflösewalze 21 unter
einem Winkel α > 90°, vorzugsweise unter einem Winkel α 93° bis 115° angeordnet.
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Bei
einer Ausführungsform
gemäß den 4 und 5 sind
die Innenwandungen der Seitenwände
des Auflösewalzengehäuses gegenüber der
vorbeschriebenen Ausführungsform
der 2 und 3 modifiziert. Das heißt, bei
diesem Ausführungsbeispiel
sind die Innenwandungen 45 der Seitenwände 43, 44 jeweils
gewölbt
ausgebildet und bestehen aus einem Ringsegmentabschnitt 50,
der orthogonal zur Achse 42 der Auflösewalze 21 angeordnet
ist, sowie von diesem Ringsegmentabschnitt 50 ausgehenden,
durchgängig
gewölbten
Anschlussinnenflächen 51.
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Die
einander gegenüberliegenden
Anschlussinnenflächen 51 der
Seitenwände 43, 44 verlaufen auch
hier divergierend. Die Radien r, r', r'' etc. der Wölbung sind
dabei so gewählt,
dass die Anschlussinnenflächen 51 in
einem Wandungsrand 49 auslaufen, der auf seiner gesamten
Länge die
gleiche Dicke „d" aufweist.