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Patent Searching and Data


Title:
THREAD DELIVERY NOZZLE FOR SPINNING FRAMES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/003415
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a thread delivery nozzle (1) for spinning frames, comprising a section which touches the thread. Said thread delivery nozzle is characterised in that the thread-touching section has a surface with an Rmax value of less than 1 µm, preferably less than 0,6µm and at least partially consists of glass, devitrified glass or a crystalline material.

Inventors:
LOVAS KURT (DE)
BAHLMANN BERND (DE)
SCHULLER EDMUND (DE)
GREPPMAIR EVA-MARIA (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/051384
Publication Date:
January 13, 2005
Filing Date:
July 07, 2004
Export Citation:
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Assignee:
RIETER INGOLSTADT SPINNEREI (DE)
LOVAS KURT (DE)
BAHLMANN BERND (DE)
SCHULLER EDMUND (DE)
GREPPMAIR EVA-MARIA (DE)
International Classes:
D01H4/40; D01H13/04; (IPC1-7): D01H4/40
Foreign References:
GB1568070A1980-05-21
EP0397156A11990-11-14
DE19635736A11998-03-05
Attorney, Agent or Firm:
Bergmeier, Werner (Ingolstadt, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. [001] Fadenabzugsdüse (1) für Spinnmaschinen mit einem daran angeordneten faden berührenden Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß der fadenberührende Abschnitt eine Oberfläche mit einem R von weniger als l um, vorzugsweise max von weniger als 0, 6um aufweist und zumindest teilweise aus einem Glas, einer Glaskeramik oder einem kristallinen Werkstoff besteht.
2. Fadenabzugsdüse (1) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der fadenberührende Abschnitt ganz oder anteilig aus Aluminiumoxid, ins besondere in Form von Saphir oder Rubin besteht.
3. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der fadenberührende Abschnitt ganz oder anteilig aus Spinell besteht.
4. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der fadenberührende Abschnitt ganz oder anteilig aus Zirkonoxid besteht.
5. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wärmeleitfähigkeit des fadenberührenden Abschnitts größer als 20 W/m*K ist, vorzugsweise im Bereich zwischen 20 und 80 W/m*K bzw. 30 und 50 W/m*K liegt.
6. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die MohsHärte des verwendeten kristallinen Werkstoffs zwischen 7 und 9,5 beträgt.
7. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der verwendete Werkstoff ein künstlich hergestellter Mo nokristall ist.
8. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Oberflächengüte auf den Durchmesser der zu verar beitenden Fasern (14,15) abgestimmt ist.
9. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, da# die Rauhigkeit Ra des fadenberührenden Abschnitts weniger als 0,2 µm beträgt, vorzugsweise im Bereich von 0,1µm bis 0,005µm liegt.
10. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gek ennzeichnet, daß die Planität des fadenberührenden Abschnitts weniger als l um beträgt, vorzugsweise im Bereich von 0, 5um bis 0, 05pm liegt.
11. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Glas (5) und/oder die Glaskeramik (5) als Preßglasteile gestaltet ist.
12. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das verwendete Glas (5) eine KnoopHärte zwischen 510 590 HK aufweist.
13. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das verwendete Glas (5) ein Kalknatron, DuranE3oder DES Glas ist.
14. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Fadenabzugsdüse als Werkstoffverbund (4,5) ausgebildet ist, der wenigstens einen weiteren Werkstoff (4) aufweist.
15. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Werkstoffverbund (4,5) als weiteren Werkstoff Aluminium und/oder Kupfer oder eine Legierung dieser Metalle enthält.
16. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß zusätzliche Kühlmittel (16) vorgesehen sind, die an der Oberfläche des fadenberührenden Abschnitts entstehende Wärme ableiten.
17. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der fadenberührende Abschnitt durch Kleben (8), Schrauben (7) oder Klemmen mit der Fadenabzugsdüse verbunden ist.
18. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß diese entsprechend seiner jeweiligen Oberflächengüte oder Verwendung zumindest teilweise mit einer oder mehreren Farben oder Kenn zeichnungen gekennzeichnet ist.
19. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß diese eine Beschichtung an der Rückseite aufweist.
20. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Verschleißschutzschicht auf der Oberfläche aufgebracht ist.
21. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die unter der Verschleißschutzschicht liegende Oberfläche behandelt ist.
22. Fadenabzugsdüse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß wenigstens ein optischer Durchlaß durch die Wand der Faden abzugsdüse vorgesehen ist.
23. Spinnmaschine mit einer oder mehreren Fadenabzugsdüsen an denen Fadenbe rührungsfläche angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die daran verwendete Fadenabzugsdüse gemäß Anspruch 1 ausgebildet ist.
Description:
Beschreibung FADENABZUGSDÜSE FÜR SPINNMASCHINEN [001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fadenabzugsdüse für Spinnmaschinen mit einem daran angeordneten fadenberührenden Abschnitt.

[002] Die Fadenabzugsdüsen von Spinnmaschinen werden derzeit überwiegend aus den Werkstoffen Stahl oder Keramik gefertigt. An moderne Spinnmaschinen werden aber stetig wachsende Anforderungen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit gestellt, weshalb es erforderlich ist nach Lösungen zu suchen, die eine Standzeitverlängerung der Maschine und ihrer Bauteile bewirken und wenn möglich gleichzeitig die Lieferge- schwindigkeiten im Produktionsprozeß zu erhöhen.

[003] Nachteilig wirkt sich beim bekannten Stand der Technik regelmäßig der an den fa- denberührenden Abschnitten der Spinnmaschinen auftretende Verschleiß aus. Davon sind Fadenabzugsdüsen besonders betroffen, über die sich der gesponnene Faden mit sehr hohen Geschwindigkeiten hinweg bewegt. Aber auch andere Maschinen- komponenten, wie beispielsweise Fadenabzugsrohre oder sonstige Fadenführungen, unterliegen bei den üblichen hohen Liefergeschwindigkeiten des Fadens einem er- heblichen Verschleiß.

[004] Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Fadenabzugsdüse zu schaffen, die den Verschleiß an den fadenberührenden Abschnitten erheblich verringert und gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit der gesamten Spinnmaschine verbessert.

[005] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Lösung dieser Aufgabe dadurch ge- kennzeichnet, da# der fadenberührende Abschnitt eine Oberfläche mit einem Rmax von weniger als 1µm, vorzugsweise von weniger als 0,6µm aufweist und zumindest teilweise aus einem Glas, einer Glaskeramik oder einem kristallinen Werkstoff besteht.

Der durchschnittliche Durchmesser von Naturfasern liegt bei ungefähr 4 um. Bei- spielhaft sei hier die Baumwolle erwähnt, die wohl eine der am häufigsten verwendeten Naturfasern darstellt. In der Praxis kommt es an Vertiefungen, po- renartigen Öffnungen oder Erhebungen der Oberfläche immer wieder zu Ablagerungen von einzelnen Fasern oder Teilen davon. Insbesondere bei keramischen Bauteilen führt dies dazu, daß kleinere Abschnitte der Keramik durch die schnell bewegten Fasern bisweilen aus ihrem Verbund herausgerissen werden, wodurch unter Umständen sogar weitere neue Anlagerungsmöglichkeiten für Fasern entstehen. Im Laufe der Zeit kommt es so zu erheblichen Veränderungen der Oberfläche und einer damit ein- hergehenden Verschlechterung der Oberflächengüte. Sorgt man nun dafür, daß die Rauhigkeit der verwendeten Oberfläche kleiner ist als der Durchmesser der zu verar- beitenden Fasern, so können diese erst gar nicht an der Oberfläche angreifen und lagern sich auch nicht daran an. Gleichzeitig reduziert sich der Verschleiß der Faden- berührungsflächen durch die so beschränkte Angriffsmöglichkeit der Fasern erheblich.

Im Ergebnis führt die Erfindung dazu, daß die erfindungsgemäß gestalteten fadenbe- rührenden Spinnmaschinenbauteile deutlich verlängerte Standzeiten überdauern bzw. deutlich höhere Liefergeschwindigkeiten zulassen.

[006] Besonders geeignete Werkstoffarten für den Einsatz an den fadenberührenden Ab- schnitten sind Glas, Glaskeramik oder ein kristalliner Werkstoff. So kommt es bei den bekannten Werkstoffen regelmäßig zu mono-bzw. polykristallinen Kornausbrüchen, welche nicht zuletzt durch vom rotierenden Garn ausgelöste hochfrequente Schwingungen im Bereich von 100 kHz und mehr hervorgerufen werden. Die von der Erfindung vorgeschlagenen Werkstoffe weisen dieses Verhalten nicht oder nur in sehr geringem Maß auf. Der Einsatz von Glas bietet sich an, da es so gut wie keine Poren und ein gleichmäßigeres Gefüge als reine Keramik-oder Stahlwerkstoffe aufweist.

Zwar ist die Oberflächenhärte von Glas geringer als die von Keramik, dies wird jedoch durch die besonders glatte Oberfläche und dem damit letztendlich reduzierten Verschleiß ausgeglichen.

[007] Es können aber auch Glaskeramiken eingesetzt werden, welche die gleichen Vorteile wie Glas bieten ohne die bei einer Keramik oder Stahl üblichen Nachteile aufzuweisen. Insbesondere die Verwendung kristalliner Werkstoffe, beispielsweise in Form von polierten Edelsteinen, hat den Vorteil einer besonders hohen Festigkeit, bei gleichzeitig besonders harter, glatter und ebener Oberfläche.

[0081 Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der fadenberührende Abschnitt zumindest teilweise aus Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Saphir, Spinell, Rubin oder ähnlichem hergestellt. Diese Werkstoffe unterscheiden sich von herkömmlicherweise bei fadenbe- rührenden Abschnitten verwendeten Werkstoffen durch ihre besonders glatte und dicht gepackte Oberfläche, die weitestgehend frei von Poren oder Erhebungen sind. Zudem können auf Basis von Aluminiumoxid oder Zirkonoxid zahlreiche Werkstoffvarianten beispielsweise durch Mischungen erzeugt werden, die in besonderem Maß polierbar sind.

[009] Insbesondere bei hohen Liefergeschwindigkeiten bzw. bei hohen Rotordrehzahlen haben sich solche erfindungsgemäßen Werkstoffe bewährt, bei denen die Wärmeleit- fähigkeit des fadenberührenden Abschnitts größer als 20 W/m*K ist, vorzugsweise im Bereich zwischen 20 und 80 W/m*K bzw. 30 und 50 W/m*K liegt. Damit ist auch bei besonders anspruchsvollen Produktionsbedingungen, wie beispielsweise sehr hohen Garnliefergeschwindigkeiten oder der Verarbeitung temperaturempfmdlicher Kunstfasern, gewährleistet, daß am darübergleitenden Garn keine unzulässig hohen Temperaturen entstehen. Besonders monokristalline Werkstoffe haben sich mit einer Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 30 bis 45 W/m*K als besonders wärmeleitfähig und haltbar erwiesen.

[010] Wenn der wenigstens eine für den fadenführenden Abschnitt verwendete kristalline Werkstoff eine Mohs-Härte aufweist, die im Bereich von 7-9,5 liegt, wirkt sich das besonders vorteilhaft auf die Standzeiten der Fläche aus.

[011] Für die Verwendung kristalliner Werkstoffe ist ganz besonders vorteilhaft, wenn diese als Monokristall künstlich hergestellt sind. Diese Monokristalle sind zum einen zu vertretbaren Preise verfügbar und ermöglichen es auch größere Bauteile aus diesem Werkstoff zu fertigen. Die Größe der Bauteile ist lediglich durch die Größe des ge- züchteten Monokristalls beschränkt. Darüber hinaus weist ein solcher Kristall praktisch keine Poren oder Fehlstellen auf und kann zur Verbesserung der Oberflächengüte nachträglich sogar poliert werden, wobei Oberflächengüten von bis zu 0, 005, um und Planitäten von bis zu 0,05 um erreichbar sind.

[012] Weiterhin ist es vorteilhaft, die Oberflächengüte auf den Durchmesser der zu verar- beitenden Fasern abzustimmen. Während manche Naturfasern, wie etwa Baumwolle, relativ große Faserquerschnitte aufweisen, sind bestimmte Kunstfasern im Vergleich dazu deutlich dünner. Soll nun mit einem fadenberührenden Abschnitt ausschließlich eine dicke Naturfaser verarbeitet werden, so reicht für die erfindungsgemäße Aus- gestaltung bereits ein größeres Rauhigkeitsmaß von beispielsweise 4 um aus, um die beschriebenen Vorteile zu erzielen. Bei der Verwendung der fadenberührenden Abschnitte zusammen mit Kunstfasern ist eine höhere Anforderung an die Ober- flächengüte zu stellen, die dann auch eine genauere Fertigung erfordert. Je nach An- wendungsfall kann somit entschieden werden, welche Oberflächengüte für den jeweils zu verarbeitenden Fasertyp benötigt wird. Dies kann beispielsweise zu Kosten- senkungen im laufenden Betrieb genutzt werden, wenn Bauteile ausschließlich für die Bearbeitung von dicken Naturfasern bestimmt sind und entsprechend eine preiswerte Oberflächengüte der Bauteile für diese Verwendung ausreicht.

[013] Dazu sieht eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Rauhigkeit Rauhigkeit R des fadenberührenden Abschnitts weniger als 0,2 pm beträgt, a vorzugsweise im Bereich von 0, 1, um bis 0, 005um liegt. Der so gestaltete faden- berührende Abschnitt ist besonders zur Verwendung mit Kunstfasern geeignet. Der Durchmesser von Kunstfasern beträgt im Durchschnitt etwas mehr als l um, wodurch sie am Eingriff in die Oberfläche des fadenberührenden Bauteiles gehindert werden, wenn die Angriffsmöglichkeiten an der Oberfläche der Bauteile durch eine sehr geringe Rauhtiefe reduziert werden.

[014] Darüber hinaus kann die Oberflächengüte beispielsweise durch Polieren auf eine Planität von weniger als l um, vorzugsweise sogar auf eine Planität von 0,5 bis 0,05 um gesteigert werden. Damit bietet die Oberfläche des fadenberührenden Abschnitts dem darübergleitenden Garn praktisch keine Möglichkeit mehr zur Anlagerung oder zur Übertragung von Kräften in Umfangsrichtung der Fadenabzugsdüse.

[015] Bei der Herstellung des fadenberührenden Abschnitts ist es vorteilhaft, wenn das verwendete Glas und/oder die Glaskeramik als Preßglasteile gestaltet ist. Preßgläser können in einer besonders großen Formenvielfalt hergestellt werden, was zudem noch mit einer sehr guten Reproduzierbarkeit der Einzelteile geschehen kann und nur geringe Stückkosten erzeugt.

[016] Vorteilhafterweise ist der fadenberührende Abschnitt in einer Offenend- Spinnmaschine angeordnet. Diese Art von Spinnmaschinen erreicht ganz besonders hohe Fadengeschwindigkeiten. Dies ist zum einen durch die hohen Liefergeschwin- digkeiten des Fadens bedingt, aber auch durch die hohe Umlaufgeschwindigkeit des rotierenden Fadenendes, wie sie beispielsweise auf der im Rotorinnenraum liegenden Seite der Fadenabzugsdüse auftritt. Besonders beim Überstreichen des rotierenden Fadens über die Fadenabzugsdüse kommt es beim bekannten Stand der Technik zu großer Wärmeentwicklung und starkem Verschleiß, der durch die erfindungsgemäß ge- stalteten fadenberührenden Bauteile erheblich reduziert oder sogar vermieden werden kann.

[017] Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das verwendete Glas eine Knoop-Härte zwischen 510-590 HK aufweist. Diese Härte ist zwar deutlich geringer als die von üb- licherweise verwendeten Keramik oder Stahlwerkstoffen. Es hat sich jedoch, wie bereits zuvor beschrieben, gezeigt, daß die deutlich gleichmäßigere Oberfläche von Glas mit ihrer sehr geringen Rauhtiefe deutlich bessere Ergebnisse liefert als die bisher bekannten Werkstoffe, obwohl diese eine höhere Oberflächenhärte besitzen. Zudem behält es diese Eigenschaft, bedingt durch einen niedrigen Verschleiß, über einen sehr langen Zeitraum gleichbleibend bei. Wie bereits erläutert wurde, ist dieser Effekt auf die reduzierte Angriffsmöglichkeit der zu verarbeitenden Faser am fadenberührenden Abschnitt zurückzuführen. Als besonders vorteilhaft hat sich in der Praxis Glas mit einer Härte von ca. 540 HK erwiesen.

[018] Besonders bewährt hat es sich als Glas ein Kalknatron-, Duran-oder DES-Glas einzusetzen. Kalknatrongläser sind in zahlreichen Varianten preiswert verfügbar und technologisch gut beherrschbar. Duran-Glas hat den Vorteil, daß es auftretenden hohen Temperaturen gegenüber besonders widerstandsfähig ist, wohingegen DES- Gläser, die auch als optische Gläser bezeichnet werden, ein besondere Reinheit aufweisen.

[019] Bei einer anderen besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist diese dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenabzugsdüse als Werkstoffverbund ausgebildet ist, der wenigstens einen weiteren Werkstoff aufweist. Die Kombination beispielsweise von Glas oder Glaskeramik einerseits und Stahl andererseits hat in zweifacher Weise Vorteile. Zum einen kann die während des Spinnvorganges erzeugte Wärme mittels eines aus Stahl gefertigten Trägers aus dem darüber angeordneten Glaskörper bzw. einer auf den Stahlträger aufgelegten Glasbeschichtung besonders gut abgeführt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Wärmeleitfähigkeit von Stahl deutlich höher ist als die von Glas. Neben der Verbesserung der Wärmeableitung ist zusätzlich auch eine Verbesserung der strukturellen Festigkeit der Fadenabzugsdüse auf diese Weise realisierbar. So kann Stahl beispielsweise wesentlich einfacher als Glas mit einem Gewinde versehen werden, um die Fadenabzugsdüse beispielsweise durch eine Verschraubung mit der Spinnmaschine zu verbinden. Weiterhin wirkt sich die wesentlich höhere Elastizität des Stahls positiv aus und das Bauteil wird gegenüber Bauteilen, die ausschließlich aus Glas bestehen, weniger empfindlich gegen schlagartig auftretenden Belastungen.

[020] Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Werk- stoffverbund als weiteren Werkstoff Aluminium und/oder Kupfer oder eine Legierung dieser Metalle enthält. Kupfer weist ebenso wie Aluminium eine besonders gute Wär- meleitfähigkeit auf. Gegenüber Stahl zeichnen sie sich zudem durch ihre niedrigen Schmelzpunkte und einer damit verbundenen besonders guten Verarbeitbarkeit aus.

[021] Für die Produktivität, daß heißt die erzielbaren Liefergeschwindigkeiten hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn zusätzliche Kühlmittel vorgesehen sind, mittels denen die an der Oberfläche des fadenberührenden Abschnitts entstehende Wärme abgeleitet wird. Hierdurch ist es möglich auf wärmeempfindliche Fasern, wie beispielsweise Viskosefasern mit relativ hohen Liefergeschwindigkeiten bzw. Rotor- drehzahlen zu fertigen, ohne daß Beschädigungen des Garn aufgrund überhöhter Tem- peraturen auftreten.

[022] Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der fadenberührende Abschnitt durch Kleben, Schrauben oder Klemmen mit der Spinnmaschine verbunden ist. Alle drei genannten Befestigungsmethoden sind für die industrielle Produktion, ins- besondere im Hinblick auf die entstehenden Kosten und die technische Zuver- lässigkeit, besonders geeignet und können entweder allein oder in Kombination miteinander oder mit anderen Befestigungsmethoden zur Anwendung kommen.

[023] Daneben ist es besonders vorteilhaft, wenn der fadenberührende Abschnitt an einer Fadenabzugsdüse oder einem Fadenabzugsrohr angeordnet ist. Beide Bauteile können entweder alleine oder auch gemeinsam in der erfindungsgemäßen Weise ausgestaltet sein. Aufgrund ihrer Anordnung und Funktion innerhalb von Spinnmaschinen sind sie besonderen Belastungen ausgesetzt und bestimmen die Wirtschaftlichkeit einer Spinnmaschine nicht unerheblich. Für ihre Lebensdauer sind Wärmeabfuhr und me- chanische Beständigkeit gegenüber Verschleiß von elementarer Bedeutung. Beides wird mittels einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung in der beschriebenen Weise erheblich verbessert.

[024] Schließlich ist noch eine ganz besondere Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß diese Bauteile entsprechend ihrer jeweiligen Oberflächengüte oder Verwendung zumindest teilweise mit einer oder mehreren Farben oder Kenn- zeichnungen gekennzeichnet sind. Die Möglichkeit, Gläser in nahezu beliebiger Weise farbig zu gestalten, ist bei der vorliegenden Erfindung gegeben. Im vorliegenden Fall kann dies besonders vorteilhaft dazu genutzt werden, um die an einem fadenbe- rührenden Bauteil vorhandene Oberflächengüte nach außen hin leicht lesbar zu kennzeichnen. Dies erleichtert beispielsweise den Monteuren, die die War- tungsarbeiten an Spinnmaschinen durchfiihren, die Auswahl und die Handhabung von Ersatzteilen erheblich. Neben der Angabe der Oberflächengüte können so aber auch der Verwendungszweck von fadenberührenden Bauteilen gekennzeichnet werden, wie beispielsweise in die Zuordnung bestimmter Bauformen zu bestimmten Ma- schinentypen und/oder Garntypen. Die farbige Markierung gibt dem in der Praxis tätigen damit die Möglichkeit beispielsweise ohne Überprüfung der Oberflächengüte mittels Prüfgeräten lediglich durch eine Sichtprüfung die mögliche Verwendung und Beschaffenheit der fadenberührenden Bauteile mit Sicherheit zu bestimmen.

[025] Insbesondere bei der Verwendung von Glas als Werkstoff besteht die Möglichkeit die Fadenabzugsdüse mit einer Beschichtung an der Rückseite zu versehen. Diese Be- schichtung kann beispielsweise durch sprühen, aufdampfen, PVD, CVD oder Plasma- CVD aufgebracht werden. Als Werkstoffe können SiO, Aluminium, Silber, Chrom, Gold und ähnliche aufgetragen werden.

[026] Zur Verbesserung der Lebensdauer der erfindungsgemäßen Fadenabzugsdüse ist es vorteilhaft eine Verschleißschutzschicht auf der Oberfläche zubringen. Diese kann direkt auf die Fadenabzugsdüse oder auf eine vorher aufgetragene Trägerschicht, wie beispielsweise einer Nickel-Phosphorschicht, erfolgen. Auch hierbei kann das Auftragen wieder mittels sprühen, aufdampfen, PVD, CVD oder Plasma-CVD erfolgen. Beispiele für möglich Verschleißschutzschichten sind die Werkstoffe CrN, CN, CrCN, TiN, TiCN, TiAIN, AlTiN, ZrN, NbN, WC oder Werkstoffe, welche die Eigenschaften von diamantähnlichem Kohlenstoffstahl (DLC) besitzen [027] Bei Bedarf ist es möglich die unter der Verschleißschutzschicht liegende Oberfläche zu behandeln, um eine bestmögliche Qualität und Haftung zwischen diesen Schichten zu erreichen. Dazu kann eine Vorbehandlung durch Ätzen, Sandstrahlen oder vergleichbarem dienen.

[028] Schließlich ist es für bestimmte Anwendungsfälle besonders vorteilhaft, wenn wenigstens ein optischer Durchlaß durch die Wand der Fadenabzugsdüse vorgesehen ist. Hierdurch kann etwa das Verhalten des gesponnenen Fadens mittels einer Überwa- chungskamera beobachtet werden ohne den Spinnvorgang in irgendeiner Weise zu be- einträchtigen. Darüber hinaus können solche Durchlässe aber auch für Lichtquellen zur Ausleuchtung des Innenraums oder der Anordnung von Sensoren zur Qualitäts- kontrolle Verwendung finden.

[029] Weitere Vorteile der Erfindung sind im Zusammenhang mit den nachfolgenden Ausführungsbeispielen und der Zeichnung beschrieben. Es zeigt : [030] Figur 1 eine axiale Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Fadenabzugsdüse ; [031] Figur 2 eine seitliche Schnittdarstellung einer Fadenabzugsdüse aus einem Ver- bundwerkstoff ; [032] Figur 3 eine vergrößerte Schnittansicht der Oberflächenstruktur eines faden- führenden Bauteiles ; und [033] Figur 4 eine seitliche Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Fa- denabzugsdüse aus einem Verbundwerkstoff.

[034] Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäß gestaltete Fadenabzugsdüse 1, die fest mit einer Abdeckung 2 verbunden ist. Beide zusammen verschließen den nicht dargestellten Spinnraum nach außen hin und vermeiden das Austreten von Fasern während des Spinnprozesses. Die Ansaugseite der Fadenabzugsdüse 1 ragt in den Innenraum des Rotors 3 hinein.

[035] Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Fadenabzugsdüse 1 zweiteilig ausgebildet. Vorwiegend besteht sie aus einem Grundkörper 4 und einem Einsatz 5.

Der Grundkörper 4 kann beispielsweise aus Stahl, Kupfer, Aluminium oder einer Legierung dieser Metalle bestehen. Bei der Auswahl des Werkstoffes ist aber primär darauf zu achten, daß dem gewählten Werkstoff die erforderliche mechanische Festigkeit sowie eine gute Wärmeleitfähigkeit zu eigen ist. Zur sicheren Verbindung der Fadenabzugsdüse 1 mit der Abdeckung 2 ist an der Außenseite des Grundkörpers 4 ein Gewinde 7 angeordnet, das in ein komplementär geformtes und in der Abdeckung 1 angeordnetes Innengewinde eingreift. Die Fadenabzugsdüse 1 kann somit auf besonders einfache Weise durch Lösen der Verschraubung ausgetauscht werden. Der im Innenraum des Rotors 3 liegende Einsatz 5 besteht bei der gezeigten Ausfüh- rungsform aus einem Glas, einer Glaskeramik. Wichtig ist dabei, daß die Oberflä- chenstruktur, insbesondere im Bereich der Radien 6, die von der Erfindung vorge- schlagenen Merkmale aufweist. Soll beispielsweise mit der Fadenabzugsdüse 1 aus- schließlich Naturfasermaterial, wie beispielsweise Baumwolle, verarbeitet werden, so genügt es, die Oberflächengüte bzw. die Rauhtiefe so zu wählen, daß diese Fasern keine Angriffsmöglichkeiten an den fadenberührenden und somit auch fadenführenden Flächen 6 der Fadenabzugsdüse 1 finden. Der vor allem bei keramischen Fadenab- zugsdüsen 1 bekannte Effekt des interkristallinen Verschleißes wird hierdurch vermieden. Haben die Fasern bei einer rein keramischen Berührungsfläche erst einmal Angriffspunkte gefunden, so löst dies einen fortlaufenden Verschleiß der Oberfläche aus. Hieran mag auch die vergleichsweise große Härte von Keramikoberflächen nichts zu verändern. Durch den überstreichenden Faden werden nämliche vorhandene Poren oder Überstände nicht etwa weg poliert, sondern es werden im Gegenteil noch Stücke aus der Oberfläche herausgelöst, wodurch die Oberflächengüte zusätzlich in negativer Weise beeinträchtigt wird.

[036] Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Einsatz 5 in den Grundkörper 4 eingesetzt und über eine Klebeverbindung 8 dauerhaft im Grundkörper 4 befestigt.

Dem Fachmann stehen hierzu zahlreiche form-und kraftschlüssige Verbindungsmittel zur Verfügung, die er wahlweise verwenden kann. Beispielhaft seien nur Schraub-, Klemm-, Rastverbindungen und ähnliche genannt. Gleiches gilt auch für die Be- festigung der fadenberührenden Bauteile an Spinnmaschinen. Neben der gezeigten Ausführung der Abzugsdüse 1 als zweiteiliges Bauteil kann die Abzugsdüse 1 auch einteilig ausgeführt werden. Dazu könnte eine einteilige Fadenabzugsdüse 1 bei- spielsweise ausschließlich als Preßglasteil ausgefiihrt werden. Diese Herstel- lungsmethode ist technisch weit ausgereift und insbesondere bei hohen Stückzahlen kostengünstig in der Anwendung. Zudem bieten Preßglasteile den Vorteil, daß auch relativ komplexe Strukturen unter Beibehaltung einer sehr hohen Maßhaltigkeit zu ver- wirklichen sind.

[037] Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer als Verbundwerkstoff ausgeführten Fa- denabzugsdüse 1 mit einem Grundkörper 4 und einem Überzug 9. Der Überzug 9 dient als Führungs-und Kontaktfläche für den gesponnenen Faden, der aus dem Roto- rinnenraum abgezogen werden muß und bildet damit den fadenberührenden Abschnitt.

An dem möglichst aus einem Metall mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit bestehenden Grundkörper 4 können verschiedene Befestigungsmittel für die sichere Befestigung der Fadenabzugsdüse 1 innerhalb einer nicht dargestellten Spinnmaschine angeordnet werden. Die gezeigte Ausführungsform kann beispielsweise durch Tauchen des Grundkörpers 4 in einem Bad mit flüssigem Glas oder einer flüssigen Glaskeramik hergestellt werden. Desweiteren ist es aber auch denkbar die Fadenabzugsdüse als Preßglasteil zu fertigen, wobei der metallische Grundkörper 4 als Einlegeteil vor dem Pressen in die Form eingelegt werden kann. Die beschriebenen Herstellungsverfahren sind gut beherrschbar und zudem kostengünstig.

[038] Figur 3 zeigt eine stark vergrößerte Schnittdarstellung durch die Oberflä- chenstruktur herkömmlicher Keramikwerkstoffe. Der Bereich der Keramik 10 weist in der unebenen Oberfläche 11 porenartige Vertiefungen 12 und steil ansteigende Erhebungen 13 auf. Dargestellt ist, wie sich an solch einer Erhebung 13 eine Kunstfaser 14 abgelagert hat. Die dargestellten Kunstfasern 14 haben einen Durchmesser von etwas mehr als 1 pm. In der Pore 12 sind neben den Kunstfasern 14 noch zwei Naturfasern 15 dargestellt, deren Faserbreite bei ungefähr 4 um liegt.

Anhand dieser Darstellung wird deutlich, daß selbst bei sehr großen Oberflä- chenhärten, wie sie mit Keramikwerkstoffen erreichbar sind, ein Verschleiß auftritt, indem sich Fasern bei sehr hohen Geschwindigkeiten an oder in der Oberfläche ablagern. Dies wird erst möglich, weil diese Fasern geeignete Angriffspunkte finden, um sich anlagern zu können. Werden danach die auf diese Weise abgelagerten Fasern wieder herausgelöst, kommt es häufig zu einem Herausbrechen von kleinen Ab- schnitten aus der Keramikoberfläche, wodurch teilweise neue Anlagerungspunkte entstehen können, in jedem Fall aber die Oberflächengüte weiter herabgesetzt wird.

Als Maß für die Oberflächengüte können die Werte Rauhigkeitsmaße R, R und R y p m herangezogen werden. R stellt dabei die maximale Profilhöhe dar, R steht für die y p maximale Profilkuppenhöhe und R kennzeichnet die maximale Profiltaltiefe. Die m Rauhigkeit einer Oberfläche wird in der Regel als die maximale Profilhöhe, d. h. die Differenz zwischen der größten Profilkuppenhöhe und der tiefsten Profiltaltiefe angegeben. Eine andere Möglichkeit, die Rauhtiefe anzugeben ist es, diese Werte über mehrere Abschnitte zu mitteln. Im Ergebnis erhält man dann eine gemittelte Rauhtiefe.

Bereits dieses Maß der Rauhtiefe kann in ausreichender Weise dazu verwendet werden, um die erfindungsgemäßen Vorteile zu erzielen. Noch genauer kann die Ober- flächengüte über die maximale Profilkuppenhöhe und die maximale Profiltaltiefe bestimmt werden. Beide beziehen sich auf eine gemittelte Ausgangslage und geben jeweils ein Maß für die größte Abweichung nach oben bzw. nach unten relativ zu dieser Ausgangslage an. Dies hat den Vorteil, daß die für die Erfindung besonders in- teressanten Abweichungen von Referenzlage in Form von Poren 12 und Erhebungen 13 besser erfassbar sind. Für die Erfindung ist es nämlich weniger von Bedeutung wie groß der Höhenunterschied zwischen einem Profiltal und einer möglicherweise recht weit davon entfernt liegenden Profilkuppe bzw. Erhebung ist. Vielmehr ist von Bedeutung, wie tief beispielsweise Poren 12 mit ihren relativ steilen Wänden von der Oberfläche 11 nach unten abweichen oder Erhebungen 13 mit ihren ebenfalls relativ steilen Wänden nach oben über das Mittel hinausragen, da an derartigen steil an- steigenden Oberflächensprüngen Ablagerungen bevorzugt stattfinden. Sorgt man nun, wie bei der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dafür, daß Poren bzw. Ver- tiefungen 12 einerseits und Profilkuppen bzw. steil ansteigende Erhebungen 13 an- dererseits in ihren Höhendifferenzen kleiner sind als die Durchmesser der zu verar- beitenden Fasern, so fehlt den Fasern die Angriffsmöglichkeit und Ablagerungen werden vermieden. Durch die vorgeschlagene Verwendung von Glas oder Glaskeramik als Oberflächenmaterial, reduziert dies den von den rein keramischen Werkstoffen her bekannte interkristalline Verschleiß erheblich.

[039] In Figur 4 ist schließlich eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fadenabzugsdüse 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung dargestellt. Auf dem Grundkörper 4 ist ein Überzug 9 aufgebracht. Der hier dargestellt Überzug 9 ist vor- zugsweise aus einem monokristallinen Werkstoff, wie beispielsweise Saphir, Rubin oder Spinell gefertigt. Hierzu besteht die Möglichkeit Monokristalle beispielsweise in Form von Saphir-Boulen künstlich zu züchten und daraus die gewünschten Überzüge 9 zu fertigen. Zur Verbesserung der Wärmeableitung ist der Grundkörper 4 mit Kühlrippen 16 ausgestattet, welche die vom überstreichenden Faden erzeugte Wärme mittels einer vergrößerten Oberfläche abführt. Der Überzug 9 weist dazu kom- plementär ausgebildete Ausnehmungen auf, in die die Kühlrippen 16 hineinragen. Es können aber auch Kühlmittel in Form von Luftkanälen vorgesehen werden, durch die Luft hindurchströmt und die erzeugte Wärme abführt.

[040] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es sind vielmehr zahlreiche Abwandlungen der Erfindung im Rahmen der Patentansprüche möglich. So können beispielsweise anstelle der beschriebenen Faden- abzugsdüsen und Fadenabzugsrohre auch andere fadenführende Bauteile in der erfin- dungsgemäßen Weise ausgestaltet sein. Zudem kann die Erfindung prinzipiell bei allen Maschinen eingesetzt werden, in denen Faden mit hohen Liefergeschwindigkeiten verarbeitet wird und dieser geführt werden muß.