CH615953A5

CH615953A5 -

Info

Publication number: CH615953A5
Application number: CH343377A
Authority: CH
Inventors: Milan Chrtek; Josef Gabler; Frantisek Tuma; Karel Kasparek; Jan Blasko
Original assignee: Vyzk Ustav Bavlnarsky
Priority date: 1976-07-06
Filing date: 1977-03-18
Publication date: 1980-02-29
Also published as: JPS536638A; DE2714299C2; CS187697B1; DE2714299A1; US4112663A; JPS5813648B2

Description

Die Erfindung betrifft die Kühlung von Spinneinheiten an Offen-End-Spinnmaschinen, bei denen jeder Spinnrotor einen Einzelantrieb durch einen hochtourigen, z. B. Hochfrequenz-Elektromotor aufweist.

Es ist bekannt, dass der Antrieb aller Arbeitsmechanismen von Offen-End-Spinnmaschinen einen geringen, praktisch vernachlässigbaren Anteil der gesamten zugeführten Energie verbraucht. Der wesentliche Teil dieser Energie formt sich infolge Reibung in Lagern sowie anderen Bewegungs- und Übersetzungsgliedern, durch Energieverluste in Motoren, Transformatoren od. dgl., infolge Ventilationsverlusten in Antriebsmechanismen, im Spinnrotor und durch andere Verluste um.

Bei den Offen-End-Spinnmaschinen mit einer Spinnrotordrehzahl von bis 50 000 U/min wird in der Regel ein Gruppenantrieb (z. B. Riemenantrieb) aller Spinnrotoren verwendet, wobei der Motor und die Übersetzungsgetriebe in der Maschine in einem Getriebkasten, d. h. separat von den Spinneinheiten, angeordnet sind. Im Falle einer solchen Anordnung üben die Antriebsmechanismen keine Wärmewirkung auf die Spinneinheiten aus und diese sind deshalb bloss mit der sog. technologischen Luft abkühlbar, d.h. mit der ins Innere des Spinnrotors bei seiner Drehung einerseits aus dem Gehäuse der Auflöseeinrichtung durch den Zuführkanal samt Einzelfasern, andererseits mit der aus dem Spinnereiraum durch das Garnabzugsrohr eingesaugten Luft. Das Getriebegehäuse hat seine separate Kühlung durch Kommunizierung mit der Klimatisieranlage der Spinnerei.

Bei Spinnrotordrehzahlen von mehr als 50 000 U/min ist es jedoch notwendig, einen Einzelantrieb jedes Spinnrotors durch einen hochtourigen, z. B. Hochfrequenz-Elektromotor, anzuwenden, wobei dieser Motor im Gehäuse der Spinneinheit eingebaut ist. Gegebenenfalls üben die Energieverluste im Antriebsmechanismus eine Wärmewirkung auf die Spinneinheit aus, so dass es nicht mehr genügt, diese mit der technologischen Luft abzukühlen.

Ferner ist eine Zusatzkühlung von Spinneinheiten durch einen Strom von Kühlluft bekannt, der von der technologischen Luft abgetrennt ist. Diese bekannte Massnahme bewährte sich jedoch nicht, da die zusätzliche Kühlluft im wesentlichen den Spinnrotor, an dem der Wärmegradient am geringsten ist und welcher ausreichend mit der technologischen Luft gekühlt wird, kühlt, während im Bereich des Motors, der Lager usw., wo der Wärmegradient am höchsten ist, die Kühlung ungenügend ist. Ausserdem kann man hier nicht ein Vermischen beider Luftarten miteinander vermeiden, so dass die Stabilität des technologischen Prozesses negativ beeinflusst werden könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zusätzliche Kühlung von Spinneinheiten mit individuell angetriebenen, auf einer gemeinsamen Nabe mit Rotoren von hochtourigen Elektromotoren gelagerten Spinnrotoren zu erreichen, wobei die Kühlung nicht den technologischen Prozess beeinflussen und genügend wirksam bei möglichst niedrigem Energieverbrauch sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Kühlluft ins Innere des Gehäuses der Spinneinheit gegen die Nabe, d. h. in den Raum zwischen dem Spinnrotor und dem Rotor des Elektromotors geschleudert wird, sich aus diesem Raum von dem Spinnrotor in zwei Strömen entfernt, von denen der eine den Rotor des Elektromotors im Raum zwischen dem Rotor und dem Stator und der zweite den Mantel des Stators umströmt, und hinter dem Elektromotor aus dem Gehäuse abgeführt wird.

Das Wesen der Vorrichtung zum Durchführen des erfin-dungsgemässen Verfahrens, die einer in einem Gehäuse angeordneten Spinneinheit zugeordnet ist, wobei im Gehäuse ein Elektromotor eingebaut ist, dessen Rotor mit dem Spinnrotor mittels einer gemeinsamen Nabe in einem gegenüber dem Innenraum des Spinnrotors abgedichteten Raum verbunden ist, wobei das Gehäuse hinter dem Elektromotor auf der vom Spinnrotor abgekehrten Seite mit einem Deckel abgdeckt ist, besteht erfindungsgemäss darin, dass durch die Wand des Gehäuses eine Düse bzw. ein System von an Kühlluftzufuhr angeschlossenen Düsen hindurchgeht, wobei die Düse bzw. das Düsensystem im Innern des Gehäuses in einem zwischen dem Spinnrotor und dem Elektromotor vorgesehenen und zumindest durch einen Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator des Elektromotors im Deckel angeordnete und zum Abführen der Kühlluft bestimmte Austrittsöffnungen angeschlossenen Raum in Richtung zur Nabe ausmündet.

In einer bevorzugten Ausführung ist der innere Raum des Gehäuses der Spinneinheit an die Austrittsöffnungen auch mittels in der Wand des Gehäuses um den Mantel des Stators herum vorgesehener Umströmungskanäle angeschlossen.

Durch Richten des Luftstroms gegen die Nabe, die somit intensiv abgekühlt wird, und durch nachfolgendes Führen der Kühlluft in Gegenrichtung des Wärmeflusses wird ein überwiegender Wärmeanteil von dem Spinnrotor abgeführt. Durch Führen der Luft zwischen dem Rotor und Stator wird sowohl der Rotor als auch die innere Fläche des Stators gekühlt.

Durch Führen der Luft durch Umströmungskanäle wird die Oberfläche des Stators und die Wand des Gehäuses gekühlt.

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Am Austritt aus dem Gehäuse kühlt die Kühlluft den Deckel ab.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es deshalb, eine wirksame Kühlung der Spinneinheit an jenen Orten zu erzielen, wo der überwiegende Wärmeanteil entsteht und wovon sich die Wärme intensiv in die kühleren Bereiche ausbreitet. Insbesondere vorteilhaft ist das Richten des Kühlluftstromes gegen die Richtung des Wärmeflusses.

Der Erfindungsgegenstand soll weiterhin anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht eines Teiles der Spinneinheit mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäs-sen Vorrichtung, in der Stromlinien von Kühlluft und die durch Kühlluftströmung beeinflusste Richtung von Wärmefluss dargestellt sind; und

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht, wo die Richtungen von Wärmeausbreitung in einer nicht gekühlten Spinneinheit veranschaulicht sind.

Das Hauptarbeitselement der Offen-End-Spinneinheit ist ein drehbarer Spinnrotor 1, dem Einzelfasern durch einen von einer nicht dargestellten Auflöseeinrichtung führenden Zuführkanal 2 zugeführt werden. Im Spinnrotor 1 wird aus den Fasern Garn ausgesponnen, durch ein Abzugsrohr 3 abgezogen und auf eine nicht dargestellte Spule aufgewickelt. Wegen der Rotation wird in den Spinnrotor 1 die sog. technologische Luft, und zwar einerseits die Transportluft zum Befördern von Fasern durch den Zuführkanal 2, andererseits die Luft aus dem umgebenden Spinnereiraum durch das Garnabzugsrohr 3 eingesaugt.

In das Gehäuse der Spinneinheit ist ein Hochfrequenz-Elektromotor eingebaut, der aus einem in der Wand des Gehäuses 4 befestigten Stator 5 und einem auf einer mit dem Spinnrotor 1 gemeinsamen Nabe 7 vorgesehenen Rotor 6 besteht. Die Nabe 7 ist auf einem Hohlschaft 8 drehbar gelagert, durch welchen das Garnabzusgrohr 3 hindurchgeht.

Zwischen dem Spinnrotor 1 und dem Elektromotor ist im Gehäuse 4 ein Raum vorgesehen, in dem eine Düse 10 bzw. ein System von an eine Zuführleitung 11 zum Zuführen von Kühlluft angeschlossenen Düsen ausmündet. Dieser Raum 9 ist von unten gegenüber dem Innenraum des Spinnrotors 1 mit einem Ring 12 mit auf die Nabe 7 aufliegender Dichtung 13 abgedichtet. Auf diese Weise ist der Kühlluftstrom von der technologischen Luft abgetrennt.

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Auf der Oberseite, d. h. auf der vom Spinnrotor 1 abgekehrten Seite, ist das Gehäuse 4 mit einem Deckel 14 versehen, der Austrittsöffnungen 15 zum Abführen von Kühlluft aufweist. Der oberwähnte innere Raum 9 des Gehäuses 4 ist an die Austrittsöffnungen 15 einerseits durch einen Spalt zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 5, andererseits durch in der Wand des Gehäuses 4 um den Mantel des Stators 5 herum vorgesehene Umströmungskanäle 16 angeschlossen.

Aus Fig. 2 geht hervor, dass sich die im Spinnrotor 1 vor allem durch Energieverluste im Elektromotor und durch Reibung entstehende Wärme einerseits aus dem Rotor 6 durch die Nabe 7 herunter zum Spinnrotor 1 in Pfeilrichtung 17, andererseits aus dem Stator 5 ins Gehäuse 4 in Richtung von radialen Pfeilen 18 ausbreitet.

Die Strömungsrichtungen der durch die Zuführleitung 11 zugeführten Kühlluft sind in Fig. 1 mit Stromlinien 19 bezeichnet. Die Kühlluft wird durch die Düse 10 bzw. ein Düsensystem gegen die Nabe 7 geschleudert und teilt sich in zwei Ströme, von denen der eine aufwärts durch den Spalt zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 5 und der zweite durch die Umströmungskanäle 16 um den Mantel des Stators 5 zielt. Oberhalb des Elektromotors vereinigen sich die beiden Luftströme und die Kühlluft verlässt das Gehäuse 4 durch die Austrittsöffnungen 15 im Deckel 14, wobei sie entweder direkt in den Spinnereiraum entweicht oder durch eine nicht dargestellte Rohrleitung zurück in eine Luftkühl- oder Aufbereitungsanlage abgeführt wird.

Durch intensives Abkühlen der Nabe 7 und durch Führen der Luft aufwärts, d. h. in Gegenrichtung des Wärmeflusses, wird ein überwiegender Wärmeanteil von dem Spinnrotor 1 abgeführt. Aus Fig. 1 ist die offensichtliche Kursänderung des Wärmeflusses oberhalb des Spinnrotors 1 gegenüber der Fig. 2 mit Pfeil 17 bezeichnet.

Indem die Luft durch den Spalt zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 5 geführt wird, wird sowohl der Rotor als auch die innere Wand des Stators 5 abgekühlt. Infolge Führens der Luft durch die Umströmungskanäle 16 werden die Oberfläche des Stators 5 und die Wand des Gehäuses 4 gekühlt. Am Austritt aus dem Gehäuse 4 kühlt die Kühlluft den Deckel 14 ab.

Aus dem Vorangehenden geht es klar hervor, dass die vorliegende Erfindung es ermöglicht, die Spinneinheit in den Bereichen wirksam abzukühlen, wo der überwiegende Wärmeanteil wirklich entsteht und wovon sich die Wärme intensiv in kältere Orte ausbreitet. Insbesondere vorteilhaft ist die Führung des Kühlluftstromes in Gegenrichtung des Wärmeflusses.

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1. Verfahren zum Kühlen von Spinneinheiten an Offen-End-Spinnmaschinen, bei denen jeder Spinnrotor einen Einzelantrieb durch einen hochtourigen, beispielsweise Hochfrequenz-Elektromotor aufweist, dessen Rotor eine mit dem Spinnrotor gemeinsame Nabe hat, wobei ein Kühlluftstrom von einem technologischen Luftstrom abgetrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluft ins Innere des Gehäuses der Spinneinheit gegen die Nabe, d. h. in dem Raum zwischen dem Spinnrotor und dem Rotor des Elektromotors geschleudert wird, sich aus diesem Raum von dem Spinnrotor in zwei Strömen entfernt, von denen der eine den Rotor des Elektromotors im Raum zwischen dem Rotor und dem Stator und der zweite den Mantel des Stators umströmt, und hinter dem Elektromotor aus dem Gehäuse abgeführt wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, die einer in einem Gehäuse angeordneten Spinneinheit zugeordnet ist, wobei im Gehäuse ein Elektromotor eingebaut ist, dessen Rotor mit dem Spinnrotor mittels einer gemeinsamen Nabe in einem gegenüber dem Innenraum des Spinnrotors abgedichteten Raum verbunden ist, wobei das Gehäuse hinter dem Elektromotor auf der vom Spinnrotor abgekehrten Seite mit einem Deckel abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wand des Gehäuses (4) eine Düse (10) oder ein System von an Kühlluftzufuhr angeschlossenen Düsen hindurchgeht, wobei die Düse (10) bzw. das Düsensystem im Innern des Gehäuses (4) in einem zwischen dem Spinnrotor (1) und dem Elektromotor vorgesehenen und zumindest durch einen Spalt zwischen dem Rotor (6) und dem Stator (5) des Elektromotors im Deckel (14) angeordnete und zum Abführen der Kühlluft bestimmte Austrittsöffnungen (15) angeschlossenen Raum (9) in Richtung zur Nabe (7) ausmündet.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Raum (9) des Gehäuses (4) der Spinneinheit an die Austrittsöffnungen (15) auch mittels in der Wand des Gehäuses (4) um den Mantel des Stators (5) herum vorgesehener Umströmungskanäle (16) angeschlossen ist.