EP1422325B1 - Offenend-Spinnvorrichtung und Spinnrotor sowie Verfahren zur Garnherstellung - Google Patents

Offenend-Spinnvorrichtung und Spinnrotor sowie Verfahren zur Garnherstellung Download PDF

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EP1422325B1
EP1422325B1 EP03026400A EP03026400A EP1422325B1 EP 1422325 B1 EP1422325 B1 EP 1422325B1 EP 03026400 A EP03026400 A EP 03026400A EP 03026400 A EP03026400 A EP 03026400A EP 1422325 B1 EP1422325 B1 EP 1422325B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
spinning
yarn
insert
open
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03026400A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1422325A2 (de
EP1422325A3 (de
Inventor
Thomas Weide
Lothar Winzen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1422325A2 publication Critical patent/EP1422325A2/de
Publication of EP1422325A3 publication Critical patent/EP1422325A3/de
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Publication of EP1422325B1 publication Critical patent/EP1422325B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
    • D01H4/40—Removing running yarn from the yarn forming region, e.g. using tubes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
    • D01H4/04—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques imparting twist by contact of fibres with a running surface
    • D01H4/08—Rotor spinning, i.e. the running surface being provided by a rotor

Definitions

  • the invention relates to an open-end spinning device with a spinning rotor rotating in a rotor housing according to the preamble of claim 1, a spinning rotor according to the preamble of claim 12 and a method for yarn production according to the preamble of claim 13.
  • a spinning insert rotatably mounted within the spinning rotor of an open-end spinning device Trained as a hollow shaft rotor shaft of the spinning rotor runs on a support disk bearing.
  • the drive and bearing shaft of the designated as a spinning insert rotor insert is mounted in the hollow shaft by means of rolling bearings.
  • the spinning rotor and the spinning insert are driven by a common tangential belt and rotate in the same direction.
  • the drive whorls of the two shafts are dimensioned differently.
  • the DE-OS 25 52 955 should disadvantages in the nature of the rotor-spun yarn, such as reduced yarn strength, with which the thread spinning process is subject to the ring spinning process, can be resolved.
  • open-rotor spinning devices of this type have not proven successful in practice.
  • the DE 44 11 342 A1 also describes an open-end rotor spinning device with a spinning insert rotatably mounted in the spinning rotor.
  • the spinning insert is temporarily fixed to the spinning rotor via a coupling device.
  • the spinning insert is taken only by the thread. This is possible because the thread can pull the spinning insert in the direction of rotation by advancing the binding zone.
  • the coupling device it is possible to accelerate the spinning insert to rotor speed in the acceleration phase of the spinning device by this is taken over the coupling device from the spinning rotor.
  • an overload of the thread during piecing which possibly leads to a yarn break or failure of the piecemeal, can be avoided.
  • the DE 44 11 342 A1 states that so-called abdominal ligaments result from constantly newly fed fibers. These abdominal bandages should be reliably avoided by the thread by means of a guide channel in the spinning insert is relatively well protected from emerging from the Faserleitkanal fibers. It goes the DE 44 11 342 A1 but from inaccurate foundations. It was not recognized that the formation of the abdominal ligaments does not take place in the area between the rotor groove and the draw-off nozzle, but during the binding process of the yarn in the binding zone, as is the case for example in US Pat DE 199 63 087 A1 is explained in detail. Therefore, the undesirable formation of abdominal ligaments with the device of DE 44 11 342 A1 not or insufficiently prevent.
  • the DE 195 28 727 A1 shows an open-end rotor spinning machine with an outer rotor in which a designated as an inner rotor rotor insert is arranged, which is independent of the outer rotor is driven. Both the outer rotor and the inner rotor are each rotated by separate tangential belts in rotation. The rotational speed of the inner rotor is always slightly larger than the peripheral speed of the outer rotor in spinning operation and piecing. About a trigger channel, the fibers are withdrawn from the designated as collecting groove rotor groove and thereby formed into a thread.
  • the inner rotor is in the DE 195 28 727 A1 also called stretch rotor, since it should be possible to achieve a certain stretching of the yarn.
  • the thread passes through a yarn guide channel designated here as a yarn channel in the inner rotor and is thereby guided by surfaces curved in the yarn channel in the direction of rotation of the rotors.
  • the yarn channel is formed so that it is prevented that fibers from the rotor groove can enter from the rear side in the direction of rotation.
  • the thread formation should take place so that no undesirable abdominal bandages, referred to as rewinding fibers, which are in the DE 195 28 727 A1 Cord winding fibers are called occur. This is to contribute in particular to the fact that no fibers can pass from the rearward in the direction of rotation of the yarn channel in the withdrawn from the rotor groove fiber bundles.
  • Umwickelfasern can be with the device according to the DE 195 28 727 A1 for the same reasons as the DE 44 11 342 A1 do not prevent.
  • a so-called leading binding zone with the in the DE 195 28 727 A1 described open-end rotor spinning machine operates, there is a direction of curvature of the thread end in the rotor rotation direction.
  • the generic DE 199 63 087 A1 on the other hand describes a method for open-end rotor spinning, in which the curvature of the thread end is aligned against the rotor rotation direction.
  • individual fibers which reach the yarn end in the binding zone are immediately attached or integrated in the normal direction of rotation of the yarn and thus do not cause a disturbance in the yarn production with resulting quality deficiency.
  • the binding zone thus hurries with by the thread withdrawal speed lesser circulation speed. By this lagging of the binding zone, the fibers are removed under a larger tensile stress from the rotor groove. This results in an additional stretching, which leads to an improved orientation of the fibers and allows a higher utilization of the fiber substance resistance.
  • the yarn produced in this way has in contrast to a Yarn, which was produced with leading binding zone, a pronounced yarn core of stretched fibers.
  • the present invention seeks to improve the known open-end rotor spinning devices.
  • An open-end spinning device designed according to the invention leads to a significant improvement in the stability of the spinning process with a lagging binding zone, in particular in the piecing phase. An adverse change from a spinning process with lagging binding zone in a spinning process with leading binding zone during the ongoing spinning process can thus be avoided.
  • the drive according to the invention of the rotor insert ensures that its thread guide clamps the yarn leg between the drawing nozzle and the rotor groove such that tilting of the orientation of the yarn leg between lagging and leading can not be effected even by the air flow directed opposite the rotation of the yarn leg.
  • the delay of the rotor insert with respect to its synchronous to the spinning rotor drive during normal spinning operation by cooperating with the thread guide yarn legs represents a particularly simple setting of the appropriate speed of the rotor insert.
  • Coupling the rotor insert contactlessly with the spinning rotor and effecting a rotational movement in the same direction, preferably by means of the magnetic action of permanent magnets, represents a particularly simple and functionally reliable design of the device according to the invention.
  • hysteresis is effective in the ferromagnetic material of the rotor, i. the clutch is essentially on the eddy current principle to the effect.
  • a magnetically initiated higher bearing friction can be achieved, which additionally or solely ensures the appropriate entrainment of the rotor insert.
  • the speed of the rotor insert can be equalized during piecing to the speed of the spinning rotor.
  • the permanent magnets can be permanently fixed to the rotor insert.
  • a trained according to claim 5 thread guide improves the stability of the spinning process.
  • a design of the rotor insert according to claim 6 results in a simple way to an extension of the thread guide channel, with an additional stabilization of Garn Struktursreaes during operation, since the thread is largely covered to the rotor groove in the direction of rotation and protected from air currents.
  • edge of the recess of the rotor insert according to claim 7 formed as a slope, this acts due to the rotation of the rotor insert any unwanted deposits in the recess, for example of short fibers, contrary. Such deposited short fibers could disperse as accumulation and then lead to yarn defects or disruptions in the spinning process.
  • An open-end spinning device in which the thread guide of the rotor insert according to the claims 9 to 11 is formed, can be produced particularly easily and inexpensively.
  • the yarn leg can be detected faster and safer so that forms a trailing binding zone.
  • By appropriate axisymmetric arrangement of the driver balancing of the rotor insert can be omitted entirely or largely.
  • the position of the permanent magnets in each case in the driver and thus as far away from the axis of rotation causes the forces acting on a large lever arm, whereby the contactless transmission of rotational movement from the spinning rotor is improved on the rotor insert, especially during piecing.
  • the invention alternatively also includes separate drives of the spinning rotor and the rotor insert, which are synchronized so that a suitable relation of the rotational movements of the spinning rotor and the rotor insert results.
  • the open-end spinning device ensures a very good stability of the spinning process already from the piecing phase on, as it has not yet been achieved in rotor spinning with lagging binding zone.
  • the effort required for this can be kept low. It is easy to set a spinning process with lagging binding zone, which is extremely stable from the beginning.
  • the open-end spinning device 1 of FIG. 1 comprises a spinning rotor 2.
  • the spinning rotor 2 has a rotor cup 3 and a rotor shaft 4.
  • the rotor shaft 4 is received in a support disk bearing 5 and fixed in the axial direction by a thrust bearing 6.
  • the spinning rotor 2 is driven by means of an endless flat belt 7.
  • the rotor housing 9 forms a vacuum chamber 8, in which the rotor cup 3 rotates.
  • the vacuum chamber 8 is connected via a line 10 with a vacuum source 11 and hermetically sealed during the spinning operation by a channel plate 12 by means of a ring seal 13.
  • the channel plate 12 has a channel plate extension 14 in which a thread withdrawal nozzle 15 and a thread withdrawal tube 16 are supported.
  • a rotor insert 18 is rotatably mounted on the rotor shaft 4.
  • the rotor insert 18 has on its front side a recess 19 into which the yarn withdrawal nozzle 15 protrudes. Starting from the recess 19, extends in the radial direction, a yarn guide channel 20 to the outer edge of the rotor insert 18.
  • cylindrical permanent magnets 21 are inserted and fixed.
  • the bearing of the rotor insert 18 by means of a roller bearing 22, with its inner ring is fixed by a screw 23 on the rotor shaft 4.
  • FIG. 2 shows opposite FIG. 1 increases the rotor cup 3 of the spinning rotor 2, the rotor insert 18 and the thread withdrawal nozzle 15.
  • the fibers fed into the rotor cup 3 through the fiber guiding channel 17 are deposited to form a fiber ring 24 in the rotor groove 25
  • FIG. 3 shown binding zone 26 connected to the yarn leg 27 and withdrawn as a yarn 28 through the thread withdrawal nozzle 15.
  • the spinning rotor 2 of the FIG. 3 is without the in FIG. 2 shown channel plate extension 14 and without the thread withdrawal nozzle 15 shown.
  • the rotor insert 18 has a thread guide channel 20 which extends in the region of the rotor groove 25 against the direction of rotation of the spinning rotor 2 curved.
  • the direction of rotation of the spinning rotor 2 is represented by the arrow 29.
  • the rotor insert 18 also four cylindrical permanent magnets 21 are introduced, which are arranged diametrically and equidistant from the rotor axis 35.
  • the rotor insert 18 is designed so that it has the smallest possible residual imbalance before the balancing process carried out during its manufacture.
  • the recess 19 has a bevel 30 at the edge. As a result, for example, short fibers that have become detached from the yarn 28 are prevented from depositing in the recess 19. Rather, the short fibers are returned back into the rotor cup 3 due to the rotation of the rotor insert 18.
  • the thread end runs by contact with the rotor insert 18 in the same direction as the rotor insert 18, passes to the rotor groove 25 and settles there against the fiber ring 24 formed from individual fibers.
  • the in the direction of rotation of the rotor insert 18 rear side wall 32 of the thread guide channel 20 is formed higher than the forward direction of rotation in the side wall 33 and partially has a slope 34, as in FIG. 4 shown.
  • the rotor insert 18 rotates in the direction of the arrow 31.
  • the yarn end of the piecing thread which initially revolves as a free yarn leg, can be detected quickly and reliably and guided in the fiber guide channel 20.
  • the rearward in the direction of rotation wall 32 may be formed entirely as a slope.
  • the rotor insert 38 rotatably mounted in the rotor cup 36 of the spinning rotor 37 has three drivers 39.
  • the fed into the rotor cup 36 fibers lie to the in FIG. 5 recognizable fiber ring 46 in the rotor groove 41 and are in the in FIG. 6 Attachment shown 47 connected to the yarn leg 40.
  • One of the drivers 39 guides the yarn leg 40.
  • the fibers of the yarn leg 40 are directed out of the rotor groove 41 in the direction of the yarn draw-off nozzle 42 and withdrawn as yarn 43 through the yarn draw-off nozzle 42.
  • the spinning rotor 37 of the FIG. 6 is without the in FIG. 5 shown channel plate extension 44 and without the thread withdrawal nozzle 42 shown.
  • a permanent magnet 45 is fixed.
  • the direction of rotation of the spinning rotor 37 and the rotor insert 38 is represented by the arrow 48.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Offenend-Spinnvorrichtung mit einem in einem Rotorgehäuse umlaufenden Spinnrotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Spinnrotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12 sowie ein Verfahren zur Garnherstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
  • Aus der DE-OS 25 52 955 ist es bekannt, innerhalb des Spinnrotors einer Offenend-Spinnvorrichtung einen Spinneinsatz drehbar gelagert anzuordnen. Der als Hohlwelle ausgebildete Rotorschaft des Spinnrotors läuft auf einer Stützscheibenlagerung um. Die Antriebs- und Lagerwelle des als Spinneinsatz bezeichneten Rotoreinsatzes ist in der Hohlwelle mittels Wälzlagern gelagert. Spinnrotor und Spinneinsatz werden über einen gemeinsamen Tangentialriemen angetrieben und rotieren gleichsinnig. Um die bei solchen Rotorspinnvorrichtungen notwendigen Drehzahlunterschiede zwischen Spinnrotor und Spinneinsatz zu erreichen, sind die Antriebswirtel der beiden Wellen unterschiedlich dimensioniert. Mit der Offenend-Spinnvorrichtung der DE-OS 25 52 955 sollen Nachteile in der Beschaffenheit des rotorgesponnenen Fadens, wie beispielsweise geminderte Garnfestigkeit, mit denen der Faden spinnverfahrensbedingt gegenüber dem Ringspinnverfahren behaftet ist, behoben werden können. Offenend-Rotorspinnvorrichtungen dieser Art haben sich in der Praxis jedoch nicht bewährt.
  • Die DE 44 11 342 A1 beschreibt ebenfalls eine Offenend-Rotorspinnvorrichtung mit einem im Spinnrotor drehbar gelagerten Spinneinsatz. Der Spinneinsatz ist über eine Kupplungseinrichtung zeitweise am Spinnrotor festlegbar. Bei normalem Spinnbetrieb wird der Spinneinsatz ausschließlich durch den Faden mitgenommen. Dies ist möglich, weil der Faden durch das Voreilen der Einbindezone den Spinneinsatz in Rotationsrichtung mitziehen kann. Mittels der Kupplungseinrichtung ist es möglich, in der Beschleunigungsphase der Spinnvorrichtung den Spinneinsatz auf Rotordrehzahl zu beschleunigen, indem dieser über die Kupplungseinrichtung vom Spinnrotor mitgenommen wird. Dadurch kann eine Überlastung des Fadens während des Anspinnens, die möglicherweise zu einem Fadenbruch oder zu einem Mißlingen des Anspinners führt, vermieden werden. Die DE 44 11 342 A1 führt aus, daß durch ständig neu eingespeiste Fasern sogenannte Bauchbinden entstehen. Diese Bauchbinden sollen zuverlässig vermieden werden können, indem der Faden mittels eines Führungskanals im Spinneinsatz relativ gut vor aus dem Faserleitkanal austretenden Fasern geschützt wird. Dabei geht die DE 44 11 342 A1 jedoch von unzutreffenden Grundlagen aus. Es wurde nicht erkannt, daß die Entstehung der Bauchbinden nicht im Bereich zwischen Rotorrille und Abzugsdüse erfolgt, sondern beim Einbindevorgang des Garns in der Einbindezone, wie es zum Beispiel in der DE 199 63 087 A1 ausführlich erläutert wird. Daher läßt sich die unerwünschte Entstehung von Bauchbinden mit der Vorrichtung der DE 44 11 342 A1 nicht oder nur unzureichend verhindern.
  • Die DE 195 28 727 A1 zeigt eine Offenend-Rotorspinnmaschine mit einem Außenrotor, in dem ein als Innenrotor bezeichneter Rotoreinsatz angeordnet ist, der unabhängig vom Außenrotor angetrieben wird. Sowohl der Außenrotor als auch der Innenrotor werden jeweils von separaten Tangentialriemen in Drehung versetzt. Die Umlaufgeschwindigkeit des Innenrotors ist dabei im Spinnbetrieb und beim Anspinnen stets etwas größer als die Umfangsgeschwindigkeit des Außenrotors. Über einen Abzugskanal werden die Fasern aus der als Sammelnut bezeichneten Rotorrille abgezogen und dabei zu einem Faden ausgebildet. Der Innenrotor wird in der DE 195 28 727 A1 auch Streckrotor genannt, da damit eine gewisse Verstreckung des Garns erzielbar sein soll. Zwischen Rotorrille und Abzugskanal durchläuft der Faden einen hier als Garnkanal bezeichneten Fadenführungskanal im Innenrotor und wird dabei von in Drehrichtung der Rotoren gekrümmten Flächen im Garnkanal geführt. Der Garnkanal ist so ausgebildet, daß verhindert wird, daß aus der Rotorrille Fasern von der in Drehrichtung rückwärtigen Seite eintreten können. Mit dem in Drehrichtung von Innenrotor und Außenrotor gekrümmten Garnkanal soll die Fadenbildung so erfolgen, daß keine unerwünschten, als Umwickelfasern bezeichneten Bauchbinden, die in der DE 195 28 727 A1 Schnurwickelfasern genannt werden, auftreten. Dazu soll insbesondere beitragen, daß keine Fasern von der in Drehrichtung rückwärtigen Seite des Garnkanals in das aus der Rotorrille abgezogene Faserbündel gelangen können.
  • Das Auftreten von Umwickelfasern läßt sich mit der Vorrichtung nach der DE 195 28 727 A1 aus den gleichen Gründen wie bei der DE 44 11 342 A1 nicht verhindern. Bei einer sogenannten voreilenden Einbindezone, mit der die in der DE 195 28 727 A1 beschriebene Offenend-Rotorspinnmaschine arbeitet, liegt eine Krümmungsrichtung des Fadenendes in Rotordrehrichtung vor. Dabei werden Fasern, die von der Faserrutschfläche des Rotors kommend die Einbindezone des Garnendes direkt erreichen, zunächst in zur normalen Garndrehrichtung entgegengesetzter Richtung an das drehende Garn angebunden, wonach bei weiterem Abzug des Garns mit gleichzeitiger Drehung desselben um seine eigene Achse die Drehrichtung dieser Fasern in die Hauptdrehrichtung des Garns wechselt. Insbesondere dann, wenn die Faser mit ihrem in Rotordrehrichtung vorn liegenden Ende zuerst die Einbindezone erreicht, können beim Drehrichtungswechsel der Faser, der sich beim Fortschreiten der Einbindezone ergibt, mehrere örtlich konzentrierte Umschlingungen, die sogenannten Bauchbinden, entstehen. Es kommt zur Einschnürung des Fadens an diesem Punkt mit der Folge der Fadenungleichmäßigkeit und einer gebremsten Drehungsfortpflanzung, was wiederum zu einem Festigkeitsverlust im Faden führt.
  • Die gattungsgemäße DE 199 63 087 A1 beschreibt dagegen ein Verfahren zum Offenend-Rotorspinnen, bei dem die Krümmung des Fadenendes entgegen der Rotordrehrichtung ausgerichtet ist. Dies führt dazu, daß Einzelfasern, die das Garnende in der Einbindezone erreichen, sofort in der normalen Drehrichtung des Garns an- beziehungsweise eingebunden werden und damit keine Störung in der Garnerzeugung mit daraus erwachsendem Qualitätsmangel hervorrufen. Die Einbindezone eilt folglich mit um die Fadenabzugsgeschwindigkeit geringerer Umlaufgeschwindigkeit nach. Durch dieses Nacheilen der Einbindezone werden die Fasern unter einer größeren Zugbeanspruchung aus der Rotorrille abgezogen. Hierdurch ergibt sich eine zusätzliche Verstreckung, die zu einer verbesserten Orientierung der Fasern führt und eine höhere Ausnutzung der Fasersubstanzfestigkeit ermöglicht. Das auf diese Weise hergestellte Garn besitzt im Gegensatz zu einem Garn, welches mit voreilender Einbindezone hergestellt wurde, einen ausgeprägten Garnkern aus gestreckten Fasern.
  • Die DE 199 63 087 A1 führt weiterhin aus, daß im Rahmen der Weiterentwicklung der Offenend-Spinnverfahren die Prozesse deutlich verbessert werden konnten, so daß sich normalerweise größere Faseransammlungen, Verschmutzungen oder auch ein Unterdruckausfall vermeiden lassen. Dementsprechend sei es heute so, daß prinzipiell moderne Offenend-Rotorspinnmaschinen ohne zusätzliche Hilfsmittel zur Aufrechterhaltung der Krümmung des Fadenendes in Rotordrehrichtung arbeiten.
  • Durch die Fasereinspeisung in Rotordrehrichtung ergibt sich schon eine ziemliche Stabilität des Garnherstellungsprozesses. Da beim Verfahren gemäß der DE 199 63 087 A1 eine verbesserte Verstreckung erreicht wird, ergibt sich hier auch nicht die Notwendigkeit der Verwendung eines Innenrotors mit dem Ziel, die Verstreckung zu erhöhen. Das Verfahren gemäß der DE 199 63 087 A1 kann hinsichtlich der Stabilität des Spinnprozesses dennoch nicht immer den heutigen hohen Ansprüchen genügen.
  • Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Offenend-Rotorspinnvorrichtungen zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Offenend-Spinnvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Spinnrotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12 sowie ein Verfahren zur Garnherstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Offenend-Spinnvorrichtung führt zu einer signifikanten Verbesserung der Stabilität des Spinnprozesses mit nacheilender Einbindezone insbesondere in der Anspinnphase. Ein nachteiliger Wechsel von einem Spinnprozess mit nacheilender Einbindezone in einen Spinnprozess mit voreilender Einbindezone während des laufenden Spinnprozesses läßt sich damit vermeiden. Durch den erfindungsgemäßen Antrieb des Rotoreinsatzes wird sichergestellt, dass dessen Fadenführung den Garnschenkel zwischen Abzugsdüse und Rotorrille so spannt, dass auch durch die der Rotation des Garnschenkels entgegengerichtete Luftströmung ein Kippen der Orientierung des Garnschenkels zwischen Nacheilen und Voreilen nicht bewirkt werden kann.
  • Durch den Antrieb des Rotoreinsatzes auch in der Anspinnphase wird der in Richtung auf die Rotorrille bewegte Faden von der Fadenführung des Rotoreinsatzes gefangen und um diese entgegen der Rotordrehrichtung gekrümmt, so dass sich automatisch die Krümmungsrichtung ergibt, die für eine nacheilende Einbindezone typisch ist.
  • Die Kraft, die einerseits den Garnschenkel zwischen Abzugsdüse und Rotorrille spannt, bewirkt andererseits eine Verzögerung des Rotoreinsatzes gegenüber dem Spinnrotor. Die Verzögerung des Rotoreinsatzes gegenüber seinem zum Spinnrotor synchronen Antrieb beim normalen Spinnbetrieb durch den mit der Fadenführung zusammenwirkenden Garnschenkel stellt ein besonders einfaches Einstellen der geeigneten Drehzahl des Rotoreinsatzes dar.
  • Den Rotoreinsatz kontaktlos mit dem Spinnrotor zu koppeln und eine gleichsinnige Drehbewegung, vorzugsweise mittels der Magnetwirkung von Permanentmagneten, zu bewirken, stellt eine besonders einfache und funktionssichere Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. Bei der Kupplung mittels Magneten ist Hysterese im ferromagnetischen Werkstoff des Rotors wirksam, d.h. die Kupplung kommt im wesentlichen auf dem Wirbelstromprinzip zur Wirkung. Ebenso ist eine magnetisch initiierte höhere Lagerreibung erzielbar, die zusätzlich oder allein für die entsprechende Mitnahme des Rotoreinsatzes sorgt. Die Drehzahl des Rotoreinsatzes läßt sich beim Anspinnen an die Drehzahl des Spinnrotors angleichen. Die Permanentmagnete können am Rotoreinsatz dauerhaft fixiert sein. Zusätzliche Antriebs- oder Steuerungseinrichtungen zum Beaufschlagen des Rotoreinsatzes mit der Drehbewegung sind nicht erforderlich. Der Platzbedarf der Permanentmagnete ist gering. Diese sind leicht in den Rotoreinsatz zu integrieren und benötigen keinen zusätzlichen Bauraum. Dies ist besonders von Vorteil, da der zur Verfügung stehende Bauraum innerhalb der Spinnrotoren sehr begrenzt ist
  • Eine gemäß Anspruch 5 ausgebildete Fadenführung verbessert die Stabilität des Spinnprozesses.
  • Eine Ausbildung des Rotoreinsatzes nach Anspruch 6 führt auf einfache Weise zu einer Verlängerung des Fadenführungskanals, wobei eine zusätzliche Stabilisierung des Garnbildungsprozesses während des Betriebes erfolgt, da der Faden bis zur Rotorrille weitestgehend in Drehrichtung abgedeckt und so vor Luftströmungen geschützt ist.
  • Wird der Rand der Ausnehmung des Rotoreinsatzes gemäß Anspruch 7 als Schräge ausgebildet, wirkt dies aufgrund der Rotation des Rotoreinsatzes etwaigen unerwünschten Ablagerungen in der Ausnehmung, zum Beispiel von Kurzfasern, entgegen. Derartige abgelagerte Kurzfasern könnten sich als Ansammlung lösen und dann zu Garnfehlern oder Störungen im Spinnprozess führen.
  • Ist die in Drehrichtung rückwärtige Seitenwand des Fadenführungskanals gemäß Anspruch 8 ausgebildet, wird ein möglichst schnelles Anspinnen unterstützt.
  • Eine Offenend-Spinnvorrichtung, bei der die Fadenführung des Rotoreinsatzes gemäß der Ansprüche 9 bis 11 ausgebildet ist, lässt sich besonders einfach und kostengünstig herstellen. Mit der Ausbildung gemäß Anspruch 10 kann der Garnschenkel schneller und sicherer so erfasst werden, dass sich eine nacheilende Einbindezone bildet. Durch entsprechend achssymmetrische Anordnung der Mitnehmer kann ein Auswuchten des Rotoreinsatzes ganz oder weitgehend entfallen. Die Position der Permanentmagnete jeweils im Mitnehmer und damit möglichst weit von der Rotationssachse entfernt führt dazu, dass die Kräfte an einem großen Hebelarm angreifen, wodurch die kontaktlose Übertragung der Drehbewegung vom Spinnrotor auf den Rotoreinsatz besonders beim Anspinnen verbessert ist.
  • Die Erfindung schließt alternativ auch getrennte Antriebe von Spinnrotor und Rotoreinsatz ein, die so synchronisiert sind, daß sich eine geeignete Relation der Drehbewegungen von Spinnrotor und Rotoreinsatz ergibt.
  • Die erfindungsgemäße Offenend-Spinnvorrichtung stellt eine sehr gute Stabilität des Spinnprozesses bereits von der Anspinnphase an sicher, wie sie beim Rotorspinnen mit nacheilender Einbindezone bisher nicht erreicht worden ist. Der dafür erforderliche Aufwand kann gering gehalten werden. Es läßt sich problemlos ein Spinnprozess mit nacheilender Einbindezone einstellen, der von Anfang an außerordentlich stabil ist.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung können den anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen entnommen werden.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Offenend-Rotorspinneinrichtung mit einem innerhalb des Spinnrotors angeordneten Rotoreinsatz in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
    Fig. 2
    eine Teilansicht der Offenend-Rotorspinneinrichtung der Figur 1 in vergrößerter Darstellung,
    Fig. 3
    den in Figur 2 dargestellten Spinnrotor mit eingelagertem Rotoreinsatz in Vorderansicht, teilweise im Schnitt,
    Fig. 4
    eine Teilansicht des Rotoreinsatzes der Figur 3 in der Ansicht I-I, im Schnitt.
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung eines Spinnrotors in Seitenansicht, dessen Rotoreinsatz Mitnehmer aufweist, teilweise im Schnitt,
    Fig. 6
    den in Figur 5 dargestellten Spinnrotor mit eingelagertem Rotoreinsatz in Vorderansicht, teilweise im Schnitt,
  • Die Offenend-Spinnvorrichtung 1 der Figur 1 umfaßt einen Spinnrotor 2. Der Spinnrotor 2 weist einen Rotorteller 3 und einen Rotorschaft 4 auf. Der Rotorschaft 4 ist in einer Stützscheibenlagerung 5 aufgenommen und in axialer Richtung durch ein Axiallager 6 festgelegt. Der Spinnrotor 2 wird mittels eines Endlosflachriemens 7 angetrieben. Das Rotorgehäuse 9 bildet eine Unterdruckkammer 8, in der der Rotorteller 3 umläuft. Die Unterdruckkammer 8 ist über eine Leitung 10 mit einer Unterdruckquelle 11 verbunden und während des Spinnbetriebs durch eine Kanalplatte 12 mit Hilfe einer Ringdichtung 13 luftdicht verschlossen. Die Kanalplatte 12 weist einen Kanalplattenfortsatz 14 auf, in dem eine Fadenabzugsdüse 15 und ein Fadenabzugsröhrchen 16 gehaltert sind. Durch den Faserleitkanal 17 hindurch wird das Fasermaterial eines bis zur Einzelfaser aufgelösten Vorlagebandes mittels des im Rotorgehäuse 9 herrschenden Unterdrucks in den Rotorteller 3 gesaugt.
  • Innerhalb des Rotortellers 3 ist ein Rotoreinsatz 18 drehbar am Rotorschaft 4 gelagert. Der Rotoreinsatz 18 weist an seiner Vorderseite eine Ausnehmung 19 auf, in die die Fadenabzugsdüse 15 hineinragt. Von der Ausnehmung 19 ausgehend, verläuft in radialer Richtung ein Fadenführungskanal 20 zum äußeren Rand des Rotoreinsatzes 18. In den Rotoreinsatz 18 sind zylinderförmige Permanentmagnete 21 eingesetzt und fixiert. Die Lagerung des Rotoreinsatzes 18 erfolgt mittels eines Wälzlagers 22, das mit seinem Innenring durch eine Schraube 23 am Rotorschaft 4 befestigt ist.
  • Figur 2 zeigt gegenüber Figur 1 vergrößert den Rotorteller 3 des Spinnrotors 2, den Rotoreinsatz 18 und die Fadenabzugsdüse 15. Die durch den Faserleitkanal 17 in den Rotorteller 3 eingespeisten Fasern legen sich zu einem Faserring 24 in der Rotorrille 25 ab, werden in der in Figur 3 gezeigten Einbindezone 26 an den Garnschenkel 27 angebunden und als Garn 28 durch die Fadenabzugsdüse 15 abgezogen. Der Spinnrotor 2 der Figur 3 ist ohne den in Figur 2 gezeigten Kanalplattenfortsatz 14 und ohne die Fadenabzugsdüse 15 dargestellt. Der Rotoreinsatz 18 weist einen Fadenführungskanal 20 auf, der im Bereich der Rotorrille 25 entgegen der Drehrichtung des Spinnrotors 2 gekrümmt verläuft. Die Drehrichtung des Spinnrotors 2 ist durch den Pfeil 29 repräsentiert. In den Rotoreinsatz 18 sind außerdem vier zylinderförmige Permanentmagnete 21 eingebracht, die diametral und in gleichem Abstand zur Rotorachse 35 angeordnet sind. Der Rotoreinsatz 18 ist so ausgebildet, daß er bereits vor dem während seiner Herstellung vorgenommenen Auswuchtvorgang eine möglichst geringe Restunwucht aufweist. Die Ausnehmung 19 weist am Rand eine Schräge 30 auf. Dadurch werden zum Beispiel Kurzfasern, die sich aus dem Garn 28 gelöst haben, daran gehindert, sich in der Ausnehmung 19 abzulagern. Die Kurzfasern werden vielmehr wieder aufgrund der Rotation des Rotoreinsatzes 18 in den Rotorteller 3 zurückbefördert.
  • In Offenend-Rotorspinnvorrichtungen wird bekanntlich beim Start einer neuen Partie oder nach einem Fadenbruch durch einen selbsttätig arbeitenden Anspinnwagen, wie es zum Beispiel in der DE 44 11 342 A1 beschrieben ist, neu angesponnen. Wird der Spinnrotor 2 vom Anspinnwagen in Richtung des Pfeiles 29 mit einer Drehbewegung beaufschlagt, beginnt der Rotoreinsatz 18 durch die Magnetwirkung der Permanentmagnete 21 ebenfalls gleichsinnig mit dem Spinnrotor 2 zu rotieren. Dann wird ein entsprechend vorbereitetes Fadenende eines Anspinnfadens durch das Fadenabzugsröhrchen 16 in den Spinnrotor 2 eingeführt. Das Fadenende läuft durch Berührung mit dem Rotoreinsatz 18 in gleicher Richtung wie der Rotoreinsatz 18 um, gelangt zur Rotorrille 25 und legt sich dort an den aus Einzelfasern gebildeten Faserring 24 an. Die in Drehrichtung des Rotoreinsatzes 18 rückwärtige Seitenwand 32 des Fadenführungskanals 20 ist höher ausgebildet als die in Drehrichtung vorausliegende Seitenwand 33 und weist teilweise eine Schräge 34 auf, wie in Figur 4 dargestellt. Der Rotoreinsatz 18 dreht sich in Richtung des Pfeiles 31. Damit läßt sich das zunächst als freier Garnschenkel umlaufende Fadenende des Anspinnfadens schnell und sicher erfassen und im Faserführungskanal 20 führen. Alternativ kann die in Drehrichtung rückwärtige Wand 32 ganz als Schräge ausgebildet sein.
  • Beim Beschleunigen des Spinnrotors 2 auf Betriebsdrehzahl wird der Rotoreinsatz 18 ebenfalls in gleicher Drehrichtung mit einer beschleunigend wirkenden Kraft beaufschlagt. Durch das Abziehen des Garns 28 wird der Rotoreinsatz 18 durch das zusammenwirken von Garnschenkel 27 und Faserführungskanal 20. davon zurückgehalten, der Drehbewegung des Spinnrotors 2 mit gleicher Drehzahl zu folgen. Die Umlaufgeschwindigkeit des Rotoreinsatzes 18 ergibt sich dabei im wesentlichen aus der Umlaufgeschwindigkeit der Rotorrille 25 abzüglich der jeweiligen Garnabzugsgeschwindigkeit. Die Drehbewegung des Rotoreinsatzes 18 stellt sich selbsttätig ein und braucht daher nicht gesteuert zu werden.
  • In dem alternativen Ausführungsbeispiel der Figuren 5 und 6 weist der im Rotorteller 36 des Spinnrotors 37 drehbar gelagerte Rotoreinsatz 38 drei Mitnehmer 39 auf. Die in den Rotorteller 36 eingespeisten Fasern legen sich zu dem in Figur 5 erkennbaren Faserring 46 in der Rotorrille 41 ab und werden in der in Figur 6 gezeigten Einbindezone 47 an den Garnschenkel 40 angebunden. Einer der Mitnehmer 39 führt den Garnschenkel 40. Die Fasern des Garnschenkels 40 werden aus der Rotorrille 41 in Richtung auf die Fadenabzugsdüse 42 gelenkt und als Garn 43 durch die Fadenabzugsdüse 42 abgezogen. Der Spinnrotor 37 der Figur 6 ist ohne den in Figur 5 gezeigten Kanalplattenfortsatz 44 und ohne die Fadenabzugsdüse 42 dargestellt. In jedem Mitnehmer 39 ist ein Permanentmagnet 45 fixiert. Die Drehrichtung des Spinnrotors 37 und des Rotoreinsatzes 38 ist durch den Pfeil 48 repräsentiert.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es sind insbesondere hinsichtlich der Ausbildung des Rotoreinsatzes weitere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung möglich.

Claims (14)

  1. Offenend-Spinnvorrichtung mit einem in einem Rotorgehäuse umlaufenden Spinnrotor, in dessen den größten Innendurchmesser aufweisender Rotorrille die Fasern gesammelt werden, und mit einer nacheilenden Einbindezone, wobei ein sich von einer Fadenabzugsdüse zur Rotorrille erstreckender Garnschenkel zumindest in der Nähe der Rotorrille während des Spinnvorganges entgegen der Rotordrehrichtung gekrümmt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Spinnrotor (2, 37) ein koaxial zur Rotorachse (35) des Spinnrotors (2, 37) drehbar gelagerter Rotoreinsatz (18, 38) angeordnet ist, daß eine Einrichtung vorhanden ist, die den Rotoreinsatz (18, 38) in Drehrichtung des Spinnrotors (2, 37) in Rotation versetzt, wobei der Rotoreinsatz (18, 38) während des Spinnprozesses so verzögert ist, daß die Verzögerung im wesentlichen dem Nacheilen der Einbindezone entspricht, und daß der Rotoreinsatz (18, 38) eine Fadenführung aufweist, die den Garnschenkel (27, 40) zwischen Rotorrille (25, 41) und Fadenabzugsdüse (15, 42) führt und die Krümmung des Garnschenkels (27, 40) entgegen der Rotordrehrichtung in allen Spinnphasen unterstützt.
  2. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim normalen Spinnbetrieb der Garnschenkel (27, 40) über die Fadenführung den Rotoreinsatz (18, 38) gegenüber seinem zum Spinnrotor (2, 37) synchronen Antrieb verzögert.
  3. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Antrieb des Rotoreinsatzes (18, 38) aus einer kontaktlosen Kopplung mit dem Spinnrotor (2, 37) besteht.
  4. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotoreinsatz (18, 38) zur kontaktlosen Kopplung konzentrisch angeordnete Permanentmagnete (21, 45) aufweist.
  5. Offenend-Spinnvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführung ein Fadenführungskanal (20) ist und daß die rotorrillenseitige Eintrittsöffnung des Fadenführungskanals (20) so ausgebildet ist, daß sie die Krümmung des Garnschenkels (27) entgegen der Rotordrehrichtung unterstützt.
  6. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden an den Fadenführungskanal (20) angrenzenden Umfangsbereichen des Rotoreinsatzes (18) ausschließlich der in Drehrichtung des Fadenführungskanals (20) rückwärtige Umfangsbereich so weit von der Rotorrille (25) beabstandet ist, daß der Rotoreinsatz (18) und der Spinnrotor (2, 37) in diesem Bereich gemeinsam eine Verlängerung des Fadenführungskanals (20) bilden.
  7. Offenend-Spinnvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotoreinsatz (18) mittig eine Ausnehmung (19) aufweist, in die die Fadenabzugsdüse (15) bei geschlossener Offenend-Spinnvorrichtung (1) teilweise hineinragt, wobei der Rand der Ausnehmung (19) als Schräge (30) ausgebildet ist.
  8. Offenend-Spinnvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Drehrichtung rückwärtige Seitenwand (32) des Fadenführungskanals (20) so ausgebildet ist, daß sie das Einfangen eines als Garnschenkel (27) umlaufenden freien Endes des Anspinnfadens bewirkt.
  9. Offenend-Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführung als Mitnehmer (39) ausgebildet ist.
  10. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Mitnehmer (39) vorhanden ist und alternativ einer der Mitnehmer (39) den Garnschenkel (40) führt.
  11. Offenend-Spinnvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (39) so ausgebildet ist, daß er gleichzeitig der Aufnahme der Permanentmagnete (45) dient.
  12. Spinnrotor mit einer Rotorrille, die den größten Innendurchmesser des Spinnrotors bildet, dadurch gekennzeichnet, daß im Spinnrotor (2, 37) ein koaxial zur Rotorachse (35) des Spinnrotors (2, 37) drehbar gelagerter Rotoreinsatz (18, 38) angeordnet ist, daß der Rotoreinsatz (18, 38) eine Fadenführung aufweist, durch die der Garnschenkel (27, 40) zwischen Rotorrille (25, 41) und Fadenabzugsdüse (15, 42) geführt wird und durch den die Krümmung des Garnschenkels (27, 40) entgegen der Rotordrehrichtung in allen Spinnphasen so unterstützt wird, dass der Spinnvorgang mit nacheilender Einbindezone abläuft, und daß der Spinnrotor (2, 37) eine Einrichtung besitzt, mit der der Rotoreinsatz (18, 38) in Drehrichtung des Spinnrotors (2, 37) in Rotation versetzbar und während des Spinnprozesses so verzögerbar ist, daß die Verzögerung im wesentlichen dem Nacheilen der Einbindezone entspricht.
  13. Verfahren zur Garnherstellung, bei dem ein Spinnrotor in einem Rotorgehäuse einer Offenend-Spinnvorrichtung umläuft und die Fasern in einer den größten Innendurchmesser des Spinnrotors bildenden Rotorrille gesammelt werden, wobei sich ein Garnschenkel von einer Fadenabzugsdüse zur Rotorrille erstreckt und sich zumindest in der Nähe der Rotorrille während des Spinnvorganges entgegen der Rotordrehrichtung krümmt, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein im Spinnrotor (2, 37) koaxial zur Rotorachse (35) gelagerter Rotoreinsatz (18, 38) in Drehrichtung des Spinnrotors (2, 37) dreht, daß die Drehbewegung des Rotoreinsatzes (18, 38) während des Spinnprozesses so verzögert wird, daß die Verzögerung im wesentlichen dem Nacheilen der Einbindezone, das sich durch die Krümmungsrichtung des Garnschenkels ergibt, entspricht, und daß der Rotoreinsatz (18, 38) den Garnschenkel (27, 40) zwischen Rotorrille (25, 41) und Fadenabzugsdüse (15, 42) so führt, dass er die Krümmung des Garnschenkels (27, 40) entgegen der Rotordrehrichtung in allen Spinnphasen unterstützt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotoreinsatz (18, 38) in der Anspinnphase mit einer Geschwindigkeit umläuft, die mindestens so hoch ist, dass er den in den Spinnrotor (2, 37) eingeführten Garnschenkel einfängt.
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