DE2239564A1

DE2239564A1 - Turbinenlaeufer fuer offen-end-spinnmaschinen

Info

Publication number: DE2239564A1
Application number: DE19722239564
Authority: DE
Inventors: Curt Dipl Ing Brandis
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1972-08-11
Filing date: 1972-08-11
Publication date: 1974-02-21

Description

urbinenläuSer für Offen-3nd-Spinnmaschinen Die Erfindung betrifft Turbinenläufer für Offen-End-Spinnmaschinen, die zumindest in hochbeanspruchten Zonen verstärkten Kunststoff enthalten.
Die Betriebsdrehzahlen der Spinnturbinen von Offen-End-Spinnmaschinen liegen im Bereich von 30 bis 60 000 Umdrehungen je Minute und darüber. Der Erfindung zugrunde liegende genauere Untersuchungen haben ergeben, daß insbesondere im höheren Drehzahlbereich jenseits von 50 000 Umdrehungen je Minute insbesondere bei größeren Durchmessern der Turbinenläufer die auftretende Zentrifugalkraft einen so hohen Wert annehmen kann, daß der Werkstoff über seine Reißlänge beansprucht wird, und zwar unabhängig von seiner Masse.
Der erwähnte Umstand bedeutet aber, daß den mit Erhöhung der Drehzahl im quadratischen Verhältnis anwachsenden Spannungen, die insbesondere als Tangentialspannungen auftreten, nicht mehr durch größere Wandstärken bzw. über Vermehrung des Werkstoffvolumens begegnet werden kann; vielmehr verbleibt im wesentlichen nur der Weg, neue Werkstoffe bzwo neue Werkstoffzusammenstellungen aufzufinden, die gegebenenfalls geeignet sind, die bei höheren Drehzahlen in den Wandungen der Turbinenläufer auftretenden erheblichen Kräfte aufzunehmen.
Es ist bereits ein Turbinenläufer für Offen-End-Spinnmaschinen bekannt (CH-PS 476 130), der zumindest in hochbeanspruchten Zonen verstärkten Kunststoff enthält. Demgegenüber liegt der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, Turbinenläufer für Offen-End-Spinnmaschinen werkstoffmäßig so auszubilden, daß sie gegen hohe Beanspruchungen besonders widerstandsfähig sind und sich daher für die höheren Drehzahlen eignen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß kohlenstoffadenverstärkter Kunststoff verwendet wird.
Die Erfindung macht in fortschrittlicher Weise von dem an sich bekannten Umstand Gebrauch, daß gegenüber metallischen Werkstoffen gerade kohlenstoffadenverstärkter Kunststoff ein Vielfaches an Kräften aufzunehmen vermag. In Verbindung mit dem darüber hinaus gegebenen geringen spezifischen Gewicht bzw. der geringen Masse eignet sich kohlenstoffadenverstärkter Kunststoff besonders gut zur Aufnahme der im höheren Drehzahlbereich im Turbinenläufer auftretenden ganz erheblichen Kräfte.
Eine vorteilhafte nahere Ausbildung im Rahmen der Erfindung kann darin bestehen, daß ein vorzugsweise aus einem Werkstoff geringen spezifischen Gewichts bestehender, die Borm des Turbinenläufers vorgebender Grundkörper von einem äußeren Mantel umgeben ist, der aus dem kohlenstoffadenverstärkten Kunststoff besteht.
Dabei empfiehlt sich eine noch nahere Ausbildung im Rahmen der Erfindung in der Weise, daß die kunststoffgetränkten Kohlenstoffäden zueinander parallel und/oder kreuzweise übereinander auf den Grundkörper gewickelt sind.
Während der obengenannten Ausführung nach der Erfindung der Gedanke zugrundeliegt, neben dem die im Turbinenläufer auftretenden Tangentialspannungen aufnehmenden kohlenstoffadenverstärkten Kunststoff einen aus anderem formbeständigen Werkstoff hergestellten Grundkörper zu verwenden, kann eine weitere vorteilhafte Ausführung nach der Erfindung auch darin bestehen, daß im wesentlichen der ganze Turbinenläufer ausschließlich aus kohlenstoffadenverstärktem Kunststoff hergestellt ist. Dabei sind die Kohlenstoffäden vorzugsweise in Richtung der Hauptspannung zu legen.
Die Erfindung schlägt für die letztgenannte Ausführung nach der Erfindung auch ein geeignetes Verfahren zur Herstellung des Turbinenläufers vor. Dieses sieht vorteilhaft vor, daß der kunststoffgetränkte Kohlenstofffaden zwecks Formung des Turbinenläufers über einen später zu entfernenden und gegebenenfalls erneut zu verwendenden Kern gewickelt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der Zeichnung zu entnehmen, die zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung darstellt.
Es zeigen Fig. 1 im axialen Schnitt durch den Turbinenläufer einer nicht weiter dargestellten Offen-End-Spinnmaschine eine Ausbildungsform nach der Erfindung, bei welcher die äußere Mantelschicht aus dem nach der Erfindung verwendeten kohlenstoffadenverstärkten Kunststoff besteht, und Fig. 2 in einer Darstellung wie Fig. 2 eine Ausbildungsform, bei der im wesentlichen der ganze Turbinenläufer aus dem nach der Erfindung verwendeten kohlenstoffadenverstärkten Kunststoff besteht.
Gemäß Fig. 1 ist ein die Form des Turbinenläufers vorgebender Grundkörper 1 vorgesehen, der vorzugsweise aus einem Werkstoff geringen spezifischen Gewichts, zum Beispiel einem hochfesten Kunststoff, besteht. Der Grundkörper 1 ist von einer äußeren Mantelschicht 2 umgeben, die aus dem nach dem Grundgedanken der Erfindung verwendeten kohlenstoffadenverstärkten Kunststoff besteht. Dabei sind die Kohlenstoffäden in nicht näher dargestellter Weise zueinander parallel und/oder kreuzweise übereinander auf den Grundkörper 1 gewickelt.
Gemäß Fig. 2 besteht im wesentlichen der ganze Turbinenläufer aus kohlenstoffadenverstärktem Kunststoff, und zwar ist das ganze eigentliche Gehäuse 3 des Turbinenläufers daraus hergestellt.
Nur die Nabe 4 des Läufers, auf die es im Rahmen der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe weniger ankommt, besteht, wie auch im Falle der Ausführung gemäß Fig. 2, zweckmäßig aus einem Metall. Die Kohlenstoffäden sind in nicht näher dargestellter Weise in Richtung der Hauptspannung gelegt.

Claims

P a t e n t a n 8 p r u c h e

Turbinenläufer für Offen-End-spinnmaschinent der zumindest in hochbeanspruchten Zonen'verstärkten Kunststoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß kohlenstoffadenverstärkter Kunststoff verwendet wird.
2. Turbinenläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise aus einem Werbe stoff geringen spezifischen Gewichts bestehender, die Form des Turbinenläufers vorgebender Grundkörper (1) von einer äußeren Mantglschicht (2) umgeben ist, die aus dem kohlenstoffadenverstärkten Kunststoff besteht. (Fig. 1)
3. Turbinenläufer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffäden zueinander parallel und/oder kreuzweise übereinander auf den Grundkörper gewickelt sind.
4. Turbinenläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen der ganze Turbinenläufer (Gehäuse 3) aus kohlenstoffadenverstärktem Kunststoff besteht, wobei die Eohlenstoffäden vorzugsweise in Richtung der Hauptspannung gelegt sind. (Fig. 2)
5. Verfahren zur Herstellung eines Turbinenläufers nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kunststoffgetränkte Eohlenstoffaden zwecks Normung des Turbinenläufers über einen Kern gewickelt wird, der später entfernt und gegebenenfalls erneut verwendet wird.

L e e r s e i t e