DE1056018B - Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Spinnen eines Fadens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren bzw. Vorrichtung zum pneumatischen Spinnen eines Fadens mit einem die Fasern mit sich führenden Saugwirbelstrom.

Bei einer bekannten pneumatischen Spinnvorrichtung· werden von einem mit Walzen zugeführten Faserband (Vorgespinst) die Fasern von einem Luftstrom tangential in ein Gehäuse eingesaugt, in welchem ein Saugkopf umläuft. An diesem rotierenden Saugkopf entsteht ein schrauben- und spiralförmiger Wirbelstrom, der in eine feine Öffnung eines an der Stirnseite des Saugkopfes angebrachten Siebes mündet. An dieser örtlich eng begrenzten Stelle soll durch Wirblung der Faden aus den Fasern gebildet werden. Die Vorrichtung nach diesem Patent, bei welcher der Faden in Saugrichtung bzw. in Strömungsrichtung der Saugluft abgezogen wird, hat den erheblichen Nachteil, daß die Fasern an dem vorgenannten Sieb hängenbleiben und eine rasche Verstopfung der Ansaugöffnung des Siebes eintritt.

Es ist ferner, insbesondere zum Verspinnen von Glasfasern eine pneumatische Spinnvorrichtung vorgeschlagen worden, die aus einem Rohr besteht, das über seine ganze Länge einen tangentialen Eintrittskanal für die mit Druckluft oder Druckflüssigkeit zugeführten Fasern aufweist. Dieses Rohr ist auf der einen Stirnseite vollständig offen, während die andere Stirnseite verschlossen ist und nur eine kleine Austrittsöffnung für den hier abgezogenen gesponnenen Faden aufweist. Mit dieser Vorrichtung ist es nicht möglich, einen Textilfaden zu spinnen, der den gestellten Anforderungen entspricht, d. h. eine genügende Gleichmäßigkeit und insbesondere auch einen stärkeren Drall und damit eine entsprechende Reißfestigkeit aufweist.

Es ist Ziel der Erfindung, durch besondere Luft- und Faserführung einen sehr gleichmäßigen Faden gleichbleibender Stärke mit genügendem Drall und damit entsprechender Reißfestigkeit zu schaffen.

Die Erfindung bezweckt ferner, sogenannte weichgriffige Garne zu schaffen, die einen satt gedrehten reißfesten Kern und einen aus verhältnismäßig locker gedrehten Fasern bestehenden Mantel aufweisen.

Bei dem pneumatischen Spinnverfahren nach der Erfindung wird durch tangentiales Luftansaugen ein schraubenförmiger Wirbelstrom erzeugt, dessen Länge ein Vielfaches seines Durchmessers beträgt und dessen Geschwindigkeit fortlaufend erheblich abnimmt, und es werden diesem Saugwirbelluftstrom in Abstand von der Ansaugstelle die Fasern in einem weiteren Saugluftstrom zugeführt, wobei der sich bildende Faden in an sich bekannter Weise entgegen der Axialluftströmung des Wirbelstromes abgezogen wird.

Verfahren und Vorriditung
zum pneumatischen Spinnen eines Fadens

Anmelder:
Konrad Götzfried,

Göggingen über Augsburg,
Gabelsbergerstr. 75

Konrad Götzfried, Göggingen über Augsburg,
ist als Erfinder genannt worden

Dieses neue pneumatische Spinnverfahren ist in seinen Einzelheiten an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine pneumatische Spinnvorrichtung im senkrechten Schnitt,

Fig. 1 a eine Aufsicht auf Einzelteil in Richtung F der Fig. 1,

Fig. 2 Einzelheiten des Spinnrohres der Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Einzelteil nach Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 das Spiimrohr in schematischer Darstellung, Fig. 5 und 6 Spinnrohre in anderer Ausführung im senkrechten Schnitt dargestellt,

4.0 Fig. 7 eine Erläuterung des Drehvorgangs.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Spinnrohr, mit 2 ein Saugmundstück und mit 3 ein Saugrohr bezeichnet, das unterhalb des Mundstücks 2 in das Spinnrohr einmündet und das zur Zuführung der bei 4 angedeuteten, in einem Luftstrom schwimmenden Fasern dient. Diese Fasern werden durch eine am Ende des Zuführrohres 3 sitzende Saugdüse 5. angesaugt. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dient als Ausgangsmaterial ein Faserkabel 6 (z. B. Karden- oder Streckband), das durch einen Luntenverdichter 7 gezogen und mit Speisewalzen 8 einer sternförmigen, angetriebenen Zupfwalze 9 zugeführt wird, die mit einem endlosen über Rollen 10 und 11 geführten elastischen Band 12 aus Gummi od. dgl. zusammen-

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arbeitet. Mit dieser sternförmigen Walze 9 werden die Fasern aus dem Faserband 6 gezupft, die von der Saugdüse 5 angesaugt werden. Wie in Fig. 1 a gezeigt, sind die Zupfkauten 9 a unterbrochen, so daß zahnförmige kurze Zupfkanten 9 b entstehen, die das gleichmäßige Herauszupfen von Einzelfasern aus dem Faserkabel gewährleisten.

Bei Verwendung eines aus endlosen Kunstfasern bestehenden Faserkabels wird an Stelle der Zupfwalze 9 eine geeignete vorgeschaltete Reißvorrichtung verwendet, so daß mit dieser fortlaufend Stapelfasern vom Faserkabel gerissen und von der Saugdüse 5 angesaugt werden. Die Einzelfasern 4 werden bei 13 einem Saugwirbelstrom zugeführt. Dieser wird dadurch erzeugt, daß das Spinnrohr 1 mit einem Saugrohr 14 an einen Unterdruckraum 15 angeschlossen und das Mundstück 2, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, in besonderer Weise ausgebildet ist. Dieses Mundstück ist mit einer oberen, engen axialen Austrittsöffnung 16 für den gesponnenen Faden 17 versehen, der mit einem Walzenpaar 18 nach oben abgezogen wird. Unterhalb dieser Öffnung 16 ist im Mundstück ein tangential in die Axialbohrung 19 einmündender Saugschlitz 20 vorgesehen, durch welchen die Luft in Pfeilrichtung A eingesaugt wird. Die Austrittsbohrung 16 ist so eng bemessen, daß der gesponnene Faden 17 bequem hindurchgeht, jedoch nur wenig Luft durch diese öffnung eingesaugt wird, so daß die Hauptluftmenge tangential durch den Schlitz

20 eingesaugt wird, die in der Axialbohrung 19 des Mundstücks eine sehr hohe Rotationsgeschwindigkeit, also einen sehr starken, bei B angedeuteten Wirbel erzeugt. In dem anschließenden Spinnrohr 1 entsteht demgemäß ein schraubenförmiger Saugwirbelstrom, dessen Rotationsgeschwindigkeit am Anfang bei B und C wesentlich, d. h. um ein Vielfaches größer ist als am Ende 1 a dieses Spinnrohres. Auf den in diesem Spinnrohr aus den Einzelfasern gebildeten rotierenden Faden 17 wird also vom Fadenbeginn in der Nähe des Saugrohrendes 1 a bis zur Abzugsstelle 16 ein ständig zunehmender Drall ausgeübt, so daß ein satt gedrehter Faden erzeugt wird. Die in den Bereich des rotierenden Fadens kommenden Fasern umschlingen diesen, wobei zugleich ein Strecken der Fasern in Fadenlängsrichtung und eine annähernde Faserparallelisierung erzielt wird. Bei diesem Spinnvorgang sollen die Fasern im Rohr 3 mit möglichst geringer Geschwindigkeit dem Saugwirbel bei 13 zugeführt werden. Zu diesem Zweck wird ein Teil der die Fasern bei 5 ansaugenden Luft vor dem Eintritt in den Wirbelstrom radial aus dem Rohr 3 abgesaugt. Nach der Zeichnung ist das Rohr 3 als feinmaschiges Siebrohr ausgebildet und wird von einem Mantelrohr

21 umschlossen, das mit dem Stutzen 22 unter Zwischenschaltung eines Regulierventils 23 an die Unterdruckkammer 15 angeschlossen ist. Auf die Saugdüse 5 wirkt also zunächst eine kräftige Saugwirkung, die sowohl vom Saugstutzen 22 als auch 14 erzielt wird und die mit Sicherheit die Fasern in die Düse 5 reißt, also ein Verstopfen der Zupfvorrichtung 9 verhindert. Dank der seitlichen Absaugung bei 22 kann bei richtiger Einstellung des Ventils 23 bzw. auch des im Saugrohr 14 sitzenden Regulierventils 34 am Ende des Rohres 3 bei E eine sehr geringe Luftströmung eingestellt werden. Die sich hier mit geringer Geschwindigkeit in Richtung D bewegenden Fasern gelangen also bei 13 in den Bereich des hier mit sehr hoher Umlaufgeschwindigkeit rotierenden Fadens 17, so daß die Fasern schon hier bzw. auch auf ihrem weiteren Weg durch das

Spinnrohr 1 vom Faden erfaßt werden und diesen umschlingen.

Erfindungsgemäß ist weiterhin der Saugwirbelstrom im Durchmesser wiederholt verengt und erweitert, wie aus der Zeichnung hervorgeht. Aus der verhältnismäßig engen Bohrung 19 des Mundstücks tritt der Wirbel bei erheblicher Querschnittserweiterung auf Durchmesser!) des Spinnrohres in die erste Spinnkammer 13 a, wobei in dieser Kammer

ίο gegenüber der Bohrung 19 sowohl die Rotationsgeschwindigkeit als auch Axialgeschwindigkeit erheblich vermindert wird. Das Spinnrohr ist nun beispielsweise durch eingesetzte Ringe 24 in eine Mehrzahl von hintereinandergeschalteten Spinnkammern 13 a, 13 b, 13 c usw. unterteilt, so daß durch die Ringe 24 Engstellen mit dem erheblich kleineren Durchmesser d entstehen. An diesen Engstellen wird sowohl die Rotations- als auch Axialgeschwindigkeit des Wirbelstromes wieder erhöht und in den Spinnkammern 13 a, 13 b usw. entsprechend verlangsamt. An den Engstellen werden die Fasern zwangläufig in den Bereich des rotierenden Fadens gebracht und damit das Ansetzen der Fasern an den Faden unter gleichzeitiger Streckung und Parallelisierung der Fasern gewährlestet. Da ferner an diesen Engstellen bzw. den Ringen 24 durch die Ballonbildung des Fadens, wie in Fig. 4 übertrieben dargestellt, bei 25 jeweils eine gewisse Knickung des Fadens eintritt, so wird hierdurch das Aufdrehen des Fadens verhindert.

Durch die Hintereinanderschaltung der Spinnkammern wird außerdem bewirkt, daß sich der weitaus größte Teil der angesaugten Fasern an dem rotierenden Faden festsetzt, also die Faserverluste auf ein Minimum beschränkt werden. Die schließlich noch aus dem Spinnrohr austretenden Fasern werden in einem Filterkasten bzw. durch ein in der Unterdruckkammer 15 angeordnetes Filter 26 zurückgehalten.

Die vorerwähnten Faserverluste können weiterhin noch dadurch erheblich vermindert werden, daß ein Teil der Wirbelstromluft radial aus dem Spinnrohr 1 abgesaugt wird. Zu diesem Zweck ist nach Fig. 5 und 6 das Spinnrohr auf seiner ganzen Länge oder auch nur einem Teil derselben mit feinen Löchern 27 versehen. Das Spinnrohr wird von einem Mantelrohr 38 umschlossen, wobei der ringförmige Raum 29 zwischen Spinn- und Mantelrohr eine an den Enden bei 30 und 31 abgeschlossene Kammer bildet, die über ein Regulierventil 32 an den Unterdruckraum 15 angeschlossen ist. Mit den drei zweckmäßig als Drehschieber ausgebildeten Ventilen 23, 32 und 34 können also je nach Art des gewünschten Fadens die Saugluftströmungen genau beherrscht und entsprechend reguliert werden.

Um die Reibung des Fadens an den Ringen 24 zu verringern, weisen diese eine verhältnismäßig schmale, zweckmäßig abgerundete und polierte Führungskante 33 auf. Diese Ringe können, wie in Fig. 2 angedeutet, nach unten bzw. auch nach oben konisch verjüngt sein.

Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Spinnvorrichtung wird durch die Zuführung der Fasern bei 13 in der ersten Spinnkammer ein Faden erzeugt, der einen fest gedrehten Kern, jedoch einen aus -verhältnismäßig lose anliegenden Fasern bestehenden Mantel aufweist, also keine große Reißfestigkeit besitzt. Die Reißfestigkeit des Fadens wird aber um so größer, je kräftiger die Fasern, und zwar auch diejenigen des Fadenmantels gemeinsam verdreht werden. Zu diesem Zweck ist es gemäß Fig. 5 von Vorteil, den Luftstrom

Claims (3)

für die Faserzuführung in größerem Abstand vom Anfang des Wirbelstromes in diesen einmünden zu lassen. Ij ' : Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mündet das Saugrohr 3 in größerem Abstand vom Saugmund· stück 2, beispielsweise in die vierte Spinnkammer 13 d ein, so daß die sich hier und in den nachfolgenden Spinnkammern 13 e, 13 / usw. an den Faden ansetzenden Fasern in den Spinnkammern 13 a und 13 c noch kräftig mit dem Faden bis zur satten Drehfestigkeit verdrallt werden. Die in Fig. 6 gezeigte Spinnvorrichtung dient zur Herstellung von weichgriffigen Garnen, die einen sehr reißfesten Kern haben. Zu diesem Zweck werden zwei (bzw. auch mehrere) Luftströme für die Zuführung von Fasern verschiedener Art getrennt und in großem Abstand \Toneinander dem Wirbelstrom zugeführt. So kann beispielsweise dem Spinnrohr 1 mit dem Rohr 3 a eine sehr reißfeste Kunstfaser zugeführt werden, mit welcher ein reißfester Fadenkern gebildet wird. Dieser Faden wird dann mit durch das Rohr 3 b zuströmenden Fasern aus Wolle, Baumwolle od. dgl. versponnen, so daß ein sehr reißfester Faden mit einem weichen, griffigen Mantel gebildet wird. Es ist also möglich, mit dem pneumatischen Spinnverfahren nach der Erfindung einen aus Fasern verschiedener Art bestehenden Faden herzustellen. So können beispielsweise auch mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zwei Faserstränge, die verschiedene Art oder Farbe aufweisen, gemeinsam durch den Kondensor 7 der Zupf walze 9 und der Saugdüse 5 zugeführt werden. Die Saugdüse 5 kann beispielsweise einen Querschnitt von 2 · 15 mm aufweisen und das Spinnrohr 1 einen Durchmesser von etwa 20 mm, wobei die Verengungen bzw. Ringe 24 einen Abstand von etwa 30 mm aufweisen können und einen Durchmesser d von etwa 9 bis 3 mm. Dabei kann vorteilhaft der Durchmesser der Engstellen des Spinnrohres in der Strömungsrichtung allmählich abnehmen, so daß beispielsweise der Durchmesser d des obersten Ringes 24 9 mm beträgt und dieser Durchmesser allmählich bis auf 3 mm des untersten Ringes abnimmt. Die Länge des Spinnrohres 1 kann beispielsweise 300 bis 450 mm betragen. Der Querschnitt des Saugspaltes 20 im Saugmundstück kann beispielsweise einen Querschnitt von 1 · 6 mm aufweisen. Mit dem pneumatischen Spinnverfahren nach der Erfindung ist es möglich, einen sehr gleichmäßigen satt gedrehten Faden hoher Reißfestigkeit herzustellen. Die Abzugsgeschwindigkeit des Fadens kann wesentlich gesteigert werden, so daß gegenüber dem bekannten mechanischen Spinnverfahren mit einer einfachen, nur geringen Raum beanspruchenden pneumatischen Spinnvorrichtung eine wesentlich größere Spinnleistung erzielt werden kann. Die Länge einer pneumatischen Spinnvorrichtung im Sinne der Erfindung wird wesentlich kürzer als diejenige der bekannten Spinnmaschinen, da die Spinnstellen, bzw. Spinnrohre 1 in geringen, nur wenige Zentimeter betragenden Abständen angeordnet werden können. Alle Spinn- bzw. Zuführrohre für die Fasern werden zweckmäßig an eine gemeinsame sich über die ganze Maschine erstreckenden Unterdruckkammer angeschlossen. Die Bedienung der neuen pneumatischen Spinnvorrichtung ist sehr einfach. Zum Anspinnen bzw. bei Fadenbruch (der jedoch mit Rücksicht auf die hohe Reißfestigkeit des Fadens kaum eintreten kann) ist es lediglich erforderlich, ein Fadenende in die zweckmäßig trichterförmige Öffnung 16 zu bringen bzw. hier kurzzeitig in das Spinnrohr einsaugen zu lassen. An diesem eingeführten Fadenende bildet sich dann sofort fortlaufend der neue Faden, so daß nach ganz kurzzeitigem Einführen eines Fadenendes in die öffnung 16 dieser sofort wieder herausgezogen bzw. mit dem Walzenpaar 18 abgezogen werden kann. Für den Spinnvorgang ist auch die nachstehende Wirkungsweise von Bedeutung: Der in dem Spinnrohr gesaugte Faden baucht sich durch die Rotation der Saugwirbelsäule bei der großen Geschwindigkeit infolge der Schleuderkraft zu einem langen, flachen Fadenballon aus. Ein Umlauf des Fadenballons im Spinnrohr bewirkt eine Drehung im Faden, der dabei wie auf der Ringspindel um seine Achse gedreht wird. Der Fadenballon erfüllt während seines gleitenden Umlaufs zwei wichtige Aufgaben, und zwar gibt er dem Faden die Drehung und andererseits durch seine Schleuderkraft an den Verengungen eine Fadenklemmung auf seiner Gleitbahn. Ein in Drehung befindlicher Faden dreht sich normalerweise durch seine rückläufige Drehkraft von selbst wieder auf. Wird jedoch der Faden 17, wie in Fig. 7 veranschaulicht, in gespanntem Zustand über eine Kante 24 gezogen und hier geklemmt, so bleibt eine bei B erzeugte Drehung als Fadendrall erhalten, d. h., wegen der Klemmung 24 kann sich der Faden nicht wieder aufdrehen. Es wird also bei der durch den Fadenballon vermittelten Drehung des Fadens an den Verengungen der Ringe 24 eine rückläufige Aufdrehung ganz oder teilweise verhindert. Je höher die Umlaufgeschwindigkeit des Fadenballons ist, desto größer ist auch die Zentrifugalkraft und der mechanische Berührungsdruck des Fadens auf seiner Gleitbahn 33 am Ring. Durch diese mit Luft bewirkte leichte mechanische Fadenklemmung erfolgt das Zusammendrehen des Fadens bis zur satten Drehfestigkeit um ein Vielfaches rascher als das selbsttätige Auf- oder Rückdrehen des Fadens. Bei geeigneter Luftführung im Spinnrohr wird auch im unteren, auslaufenden Teil des Fadens ein Verzug erzielt. Ferner werden nur die guten, langen und sperrigen Fasern versponnen, während die Kurzteilchen, wie Noppen, Schalen und Staub, abgesaugt werden. Patentansprüche:

1. Verfahren zum pneumatischen Spinnen eines Fadens mit einem die Fasern mit sich führenden Saugwirbelstrom, dadurch gekennzeichnet, daß durch tangentiales Luftansaugen ein schraubenförmiger Wirbelstrom (13) erzeugt wird, dessen Länge ein Vielfaches seines Durchmessers beträgt und dessen Geschwindigkeit fortlaufend erheblich abnimmt, und daß diesem Saugwirbelluftstrom in Abstand von der Ansaugstelle {A) die Fasern (4) mit einem weiteren Saugluftstrom zugeführt werden und der sich bildende Faden (17) in an sich bekannter Weise entgegen der Axialluftströmung des Wirbelstromes abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in an sich bekannter Weise aus einem Faserkabel (Karden- oder Streckband) gezupft und von der Zupfstelle abgesaugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des die Einzelfasern (4) zuführenden Luftstromes so niedrig wie möglich bemessen wird und daß die Ro-